Thể tích khối tròn xoay (phương pháp đĩa)
Phát biểu
Cho liên tục và không âm trên . Khi quay miền dưới quanh trục , ta được một khối tròn xoay có thể tích .
Vì sao đúng?
Cắt khối theo mặt phẳng vuông góc trục tại vị trí cho một đĩa tròn bán kính và diện tích ; xếp chồng các đĩa này và lấy tích phân diện tích thiết diện trên cho tổng thể tích, cùng lập luận cắt lát dùng cho diện tích nhưng với diện tích một đĩa thay cho chiều cao một dải.
Phác thảo chứng minh
Chia thành đoạn con bề rộng với các điểm mẫu . Khối giới hạn trên xấp xỉ một đĩa hình trụ bán kính và bề dày , nên thể tích của nó xấp xỉ .
Cộng các thể tích đĩa này trên tất cả đoạn con cho tổng Riemann , xấp xỉ thể tích thực .
Khi , tính liên tục của trên làm sai số xấp xỉ triệt tiêu, và vì liên tục, tổng Riemann hội tụ theo định nghĩa về . Vậy .
Để kiểm tra tính nhất quán, lấy trên , khi quay quanh trục cho đúng một hình nón bán kính đáy và chiều cao : , đúng bằng công thức thể tích hình nón cổ điển.
Chủ đề chứa định lý này
Chứng minh từng bước
Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.
Tài liệu tham khảo
- Michael Spivak (2008). Calculus
- James Stewart (2015). Calculus: Early Transcendentals