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108 學年度台綜大微積分 B 第 5 題

考題 / 轉學考微積分 / 台綜大 / 微積分B

108學年度 · 108台綜大微積分B · 第 5 題

題目

Problem

(5) (10 pts) Find the volume of the solid SS where the base of SS is a circular disk of radius 11 and parallel cross sections perpendicular to its base are squares.

解答

解法一

以圓心為原點,取垂直於底面的截面位置為 xx。底圓在此處的弦長為

21−x2,−1≤x≤1.2\sqrt{1-x^2},\qquad -1\le x\le1.

每個截面是以此弦為邊長的正方形,因此截面面積是

A(x)=(21−x2)2=4(1−x2).A(x)=\left(2\sqrt{1-x^2}\right)^2=4(1-x^2).

把截面面積沿直徑積分,得到體積:

V=∫−114(1−x2) dx=163.V=\int_{-1}^{1}4(1-x^2)\,\mathrm{d}x =\boxed{\frac{16}{3}}.