椭球面S1是椭圆x24+y23=1绕x轴旋转而成,圆锥面S2是过点(4,0)且与椭圆x24+y23=1相切的直线绕x轴旋

椭球面S1是椭圆
x2
4
+
y2
3
=1
绕x轴旋转而成,圆锥面S2是过点(4,0)且与椭圆
x2
4
+
y2
3
=1
相切的直线绕x轴旋转而成.
(Ⅰ)求S1及S2的方程
(Ⅱ)求S1与S2之间的立体体积.
泡泡爱哭 1年前 已收到1个回答 举报

rokyliu 幼苗

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解题思路:(1)由曲线方程以及旋转轴写出旋转曲面的方程;(II)利用旋转体的体积计算公式进行计算.

(I)S1的方程为:
x2
4+
y2+z2
3=1.
设过点(4,0)且与椭圆
x2
4+
y2
3=1相切的直线L为:y=k(x-4),
与椭圆方程联立,可得 (4k2+3)x2-32k2x+64k2-12=0.
由判别式△=0 可得k2=[1/4],故 k=±
1
2.
所以直线L的方程为:y=±(
1
2x−2).
所以S2的方程为 y2+z2=(
1
2x−2)2.
(II)记L1:y=[1/2]x-2,注意到椭圆方程
x2
4+
y2
3=1,记 y2=
3(1−
x2
4).
由旋转体的体积计算公式可得,S1与S2之间的立体体积为
V=
∫41 π
y21 dx-
∫21π
y22 dx
=
π ∫41(
1
2x−2)2dx-3π
∫ 21(1 −
x2
4) dx
=[2π/3(
1
2x−2)3
|41]-3π(x −
x3
12)
|21
=[9π/4]-[5π/4]
=π.

点评:
本题考点: 立体体积的计算;旋转体的体积及侧面积的计算;旋转曲面的方程及其图形.

考点点评: 本题计算量偏大,且综合性较强.考察了旋转曲面的方程以及图形、旋转体的体积计算公式等知识点.

1年前

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