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102 台灣大學微積分(B) 第 6 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

102學年度 · 102台大微積分B · 第 6 題

題目

Problem

一、單選題

  1. Which expression represents the volume of the solid generated when the region between the following two curves
y=6−x2andy=x22y=6-x^2 \quad\text{and}\quad y=\frac{x^2}{2}

over the interval [0,2][0,2] is rotated around the xx-axis?

(A) 2π∫26y6−y dy−2π∫02y3/22 dy2\pi\int_2^6 y\sqrt{6-y}\,\mathrm{d}y-2\pi\int_0^2 y^{3/2}\sqrt{2}\,\mathrm{d}y

(B) 2π∫26y6−y dy+2π∫02y3/22 dy2\pi\int_2^6 y\sqrt{6-y}\,\mathrm{d}y+2\pi\int_0^2 y^{3/2}\sqrt{2}\,\mathrm{d}y

(C) 2π∫06y6−y dy−2π∫02y3/22 dy2\pi\int_0^6 y\sqrt{6-y}\,\mathrm{d}y-2\pi\int_0^2 y^{3/2}\sqrt{2}\,\mathrm{d}y

(D) 2π∫06y6−y dy+2π∫02y3/22 dy2\pi\int_0^6 y\sqrt{6-y}\,\mathrm{d}y+2\pi\int_0^2 y^{3/2}\sqrt{2}\,\mathrm{d}y

(E) 2π∫06y6−y dy−2π∫02y1/22 dy2\pi\int_0^6 y\sqrt{6-y}\,\mathrm{d}y-2\pi\int_0^2 y^{1/2}\sqrt{2}\,\mathrm{d}y。

解答

解法一

思路

展開
  • 旋轉軸是 xx 軸,水平小條旋轉後形成圓柱殼,半徑為 yy。
  • 對固定 yy,分別找兩條曲線所給的水平長度。

答題過程

展開

把兩條曲線改寫為 x=6−yx=\sqrt{6-y}、x=2yx=\sqrt{2y}。當 0≤y≤20\le y\le2 時,區域從 x=0x=0 延至 x=6−yx=\sqrt{6-y};當 2≤y≤62\le y\le6 時,左端改為 x=2yx=\sqrt{2y}。因此用殼層法得到

2π∫06y6−y dy−2π∫02y2y dy,2\pi\int_0^6y\sqrt{6-y}\,\mathrm{d}y -2\pi\int_0^2y\sqrt{2y}\,\mathrm{d}y,

即選 (C)\boxed{\text{(C)}}。