Dạng 1: Thể tích khối tròn xoay được sinh ra khi quay hình phẳng giới hạn bởi các Dạng 2: Ứng dụng tích phân tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi Diện tích hình phẳng giới hạn bởi h
Trang 1Định lý: Cho hàm số liên tục, không âm trên Khi đó diện tích S của hình
Bài toán 1: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ
Bài toán 2: Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ
định:
Ghi nhớ
Nếu phương trình có nghiệm duy nhất thuộc khoảng thì
Nếu phương trình có hai nghiệm thuộc khoảng thì
Ghi nhớ ❷
Trang 2
Đặc biệt:
Nếu , (đồ thị nằm phía trên đồ thị ) thì ta có:
Nếu , (đồ thị nằm phía dưới đồ thị ) thì ta có:
Ghi nhớ ❸
Thể tích vật thể:
Gọi là phần vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông
góc với trục Ox tại các điểm a và b; là diện tích thiết
diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox
tại điểm , Giả sử là hàm số liên tục
trên đoạn
Dạng 1: Thể tích khối tròn xoay được sinh ra khi quay hình phẳng giới hạn bởi các
Dạng 2: Ứng dụng tích phân tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị: ,
và hai đường thẳng được xác định bởi công
Trang 3Bài tập minh họa:
Câu 1: Cho hàm số y= f x( )liên tục trên và có đồ thị ( )C là đường cong như hình bên Diện tích hình
phẳng giới hạn bởi đồ thị ( )C , trục hoành và hai đường thẳng x=0, x=2(phần tô đen) là
Xác định các yếu tố cần thiết như công thức
Sử dụng chức năng tính tích phân có sẵn trong máy tính Casio để tính
Chú ý: Nếu đề bài chưa cho ( cận tích phân) thì ta cần giải phương trình hoành độ giao điểm để tìm cận tích phân
Diện tích hình phẳng được giới hạn bởi các đồ thị hàm xác định
▣
①
Trang 4Dựa vào hình vẽ ta nhận thấy: khi x ( )0;1 thì f x ( ) 0, khi x ( )1; 2 thì f x ( ) 0
0
e dx x
2 2
công thức nào dưới đây
Câu 1:Diện tích S của hình phẳng giới hạn bởi đồ thị các hàm số y=x
và y =ex, trục tung và đường thẳng x = được tính theo công thức.1
Trang 6Câu 8:Cho ( )H là hình phẳng giới hạn bởi các đường y= 2x;
y= + (phần tô đậm trong hình vẽ) Diện tích của x ( )H bằng
Trang 7Câu 17:Đồ thị trong hình bên là của hàm số y= f x( )
Slà diện tích hình phẳng (phần tô đậm trong hình) là
Trang 8Câu 19:Một viên gạch hoa hình vuông cạnh 40 cm được thiết kế như
hình bên dưới Diện tích mỗi cánh hoa (phần tô đậm) bằng
y = 20x
y = 1
20x2
Trang 9Câu 23:Gọi ( )H là phần hình phẳng gạch chéo trong hình vẽ dưới đây
Câu 24:Cho ( )H là hình phẳng được tô đậm trong hình vẽ và được giới
Trang 10Câu 26:Cho Parabol ( ) 2
Câu 27:Diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y= − và x 1
nào sau đây?
. C
7,110
. D
51 11,
giới hạn bởi parabol ( )P và đường thẳng y=a(phần tô đen); ( )S2 là
diện tích hình phẳng giới hạn bởi parabol ( )P và đường thẳng y b=
(phần gạch chéo) Với điều kiện nào sau đây của a và b thì S1 = ? S2
Trang 11và trục hoành Hai đường thẳng y=mvà y=nchia ( )H thành 3 phần
có diện tích bằng nhau (tham khảo hình vẽ)
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi ( )C và ( )P có giá trị nằm trong
khoảng nào sau đây?
Trang 12Bài tập minh họa:
Câu 1: Cho hình phẳng ( )D được giới hạn bởi các đường x = , 0 x = , 1 y = và 0 y= 2x+1 Thể tích V
của khối tròn xoay tạo thành khi quay ( )D xung quanh trục Ox được tính theo công thức?
Câu 2: Cho hình phẳng ( )H giới hạn bởi đồ thị hàm số y=x.lnx, trục hoành và hai đường thẳng x =1
; x = Thể tích vật thể tròn xoay sinh bới 2 ( )H khi nó quay quanh trục hoành có thể tích V được
xác định bởi
Cách giải:
Tính thể tích vật thể tròn xoay sinh bởi miền giới hạn
bởi ; và khi quay quanh trục
Phương pháp giải: áp dụng công thức:
Thể tích giới hạn bởi các đồ thị (tròn xoay) hàm xác định
Trang 13Câu 3: Cho hình phẳng D giới hạn bởi đường cong y =ex, trục hoành và các đường thẳng x = , 0 x = 1
2
e 12
Lời giải Chọn B
2
e 1e
x x
0 0
Câu 1:Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn
bởi các đường y= xex, y = , 0 x = , 0 x = xung quanh trục Ox là 1
A.
1 2
Câu 2:Cho miền phẳng ( )D giới hạn bởi đồ thị hàm số y= x, hai
đường thẳng x = , 1 x = và trục hoành Tính thể tích khối tròn xoay tạo 2
thành khi quay ( )D quanh trục hoành
Trang 14Câu 3:Tính thể tích khối tròn xoay được tạo thành khi quay hình
Câu 4:Cho hình phẳng trong hình (phần tô đậm) quay quanh trục
hoành Thể tích của khối tròn xoay tạo thành được tính theo công thức
x = , x = Gọi V là thể tích khối tròn xoay được tạo thành khi quay 2
( )H xung quanh trục Ox Mệnh đề nào sau đây đúng?
y = và y= −sinx Thể tích V của khối tròn xoay tạo thành khi quay
( )D xung quanh trục Ox được tính theo công thức
Trang 15Câu 7:Cho hình phẳng ( )H giới hạn bởi các đường y= x−1, trục
hoành và đường thẳng x = Khối tròn xoay tạo thành khi quay 4 ( )H
quanh trục hoành có thể tích V bằng bao nhiêu?
V = D 7π
6
Câu 8:Cho hình phẳng ( )H giới hạn bởi các đường y= x, x = , 0 x =1
và trục hoành Tính thể tích V của khối tròn xoay sinh bởi hình ( )H
quay quanh trục Ox
A π B π
3 C π
2 D π
Câu 9:Thể tích khối tròn xoay do hình phẳng giới hạn bởi các đường
y= x , trục Ox và hai đường thẳng x = ; 1 x = khi quay quanh trục 4
hoành được tính bởi công thức nào?
bởi ( )C , trục hoành và hai đường thẳng x = , 2 x = Thể tích của khối 3
tròn xoay tạo thành khi quay D quanh trục hoành được tính bởi công
thức:
A
3 3
3
d
x
V = x
Câu 11:Tìm công thức tính thể tích của khối tròn xoay khi cho hình
x − x x
Trang 16Câu 12:Cho hình phẳng D giới hạn bởi đồ thị hàm số y= 6x và các
đường thẳng y = , 0 x = , 1 x = Thể tích khối tròn xoay tạo thành khi 2
Câu 13:Thể tích của khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới
hạn bởi đồ thị hàm số y= tanx , trục hoành và các đường thẳng x =0,
và trục hoành Quay hình ( )H xung quanh trục Ox ta được khối tròn
xoay, tính thể tích khối tròn xoay đó:
−
.
Câu 17:Cho hình phẳng D giới hạn bởi đồ thị y=(2x−1) lnx, trục
hoành và đường thẳng x =e Khi hình phẳng D quay quanh trục hoành
được vật thể tròn xoay có thể tích V được tính theo công thức nào dưới
Trang 17V = x− x x.
Câu 18:Một bình cắm hoa dạng khối tròn xoay, biết đáy bình và miệng
bình có đường kính lần lượt là 2dm và 4dm Mặt xung quanh của bình
là một phần của mặt tròn xoay có đường sinh là đồ thị hàm số
3 dm
. D 15 3
2 dm
Câu 19:Cho ( )H là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số
4
x
y= − +e x, trục hoành và hai đường thẳng x= 1,x= 2; V là thể tích
của khối tròn xoay thu được khi quay hình ( )H quanh trục hoành
Khẳng định nào sau đây đúng?
Câu 20:Tính thể tích khối tròn xoay sinh ra khi quay quanh trục Ox
Câu 22:Gọi ( )H là hình phẳng giới hạn bởi parabol 2
y= và đường x
thẳng y=2x Tính thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình
( )H xung quanh trục hoành
Câu 23:Thể tích của vật tròn xoay có được khi quay hình phẳng giới
hạn bởi đồ thị hàm y=tanx , trục Ox , đường thẳng x = , đường thẳng 0
Trang 18Câu 24:Thể tích khối tròn xoay sinh bởi hình phẳng giới hạn bởi đồ thị
Câu 25:Gọi ( )H là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y= − +e x 4x
, trục hoành và hai đường thẳng x = ; 1 x = Gọi V là thể tích của 2
khối tròn xoay thu được khi quay hình ( )H xung quanh trục hoành
trục hoành và hai đường thẳng x =0,x =1 Khối tròn xoay tạo thành
Câu 27:Cho hình ( )H giới hạn bởi trục hoành, đồ thị của một Parabol
và một đường thẳng tiếp xúc với Parabol đó tại điểm A( )2; 4 , như hình
vẽ bên Thể tích vật thể tròn xoay tạo bởi khi hình ( )H quay quanh
Câu 28:Thể tích V của khối tròn xoay được sinh ra khi quay hình
hoành là
Trang 19A. 62 B 3
6 C 2
3 D 6
Câu 29:Cho hình phẳng D giới hạn bởi đường cong y=ln ,x trục hoành
và đường thẳng x =e. Tính thể tích V của khối tròn xoay tạo thành khi
quay D quanh trục hoành
Câu 31:Hình phẳng ( )H giới hạn bởi đường elip có phương trình
x ), đường thẳng y= − + và trục hoành Thể tích của khối tròn x 3
xoay tạo bởi hình ( )H khi quay quanh trục Ox bằng
Cho ( )H1 và ( )H2 quay quanh trục Oy ta được các vật thể có thể tích
lần lượt là V1, V2 Đẳng thức nào sau đây đúng?
Trang 20Câu 34:Tính thể tích vật thể tròn xoay tạo bởi phép quay xung quanh
trục Ox hình phẳng giới hạn bởi các đường y = , 0 y= x, y= − x 2
Câu 35:Gọi ( )H là hình phẳng được giới hạn bởi các đồ thị hàm
Thể tích của vật thể tròn xoay tạo thành khi quay ( )H quanh trục
(x+2) +y Khi quay 4 (H1);(H2) quanh Ox ta được các khối tròn
xoay có thể tích lần lượt là V V1, 2.Khi đó, mệnh đề nào sau đây là đúng?
A. V2 =2V1 B V1= V2
C V1+V2 =48 D V2 =4V1
Trang 21
Bài tập minh họa:
Câu 1: Tính thể tích V của phần vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng x =1 và x =3, biết rằng khi
cắt vật thể bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành độ x (1 x 3) thì được thiết diện là một hình chữ nhật có độ dài hai cạnh là 3x và 2
Câu 2: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho vật thể nằm giữa hai mặt phẳng x = và 0 x = 3
Biết rằng thiết diện của vật thể cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox tại điểm có hoành
Gọi là phần vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông
góc với trục Ox tại các điểm a và b; là diện tích thiết
diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục Ox
tại điểm , Giả sử là hàm số liên tục
trên đoạn
Thể tích vật thể và một số dạng toán ứng dụng thường gặp
Trang 22Câu 1:Cắt một vật thể bới hai mặt phẳng ( )P và ( )Q vuông góc với
trục Ox lần lượt tại x=a và x b= (ab) Một mặt phẳng tùy ý vuông
góc với Ox tại điểm x (a x b) cắt theo thiết diện có diện tích là
Câu 2:Tính thể tích của vật thể nằm giữa hai mặt phẳng x = −1và x =1
, biết rằng thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với
trục Oxtại điểm có hoành độ x(− 1 x 1)là một tam giác vuông cân có
Câu 3:Tính thể tích vật thể giới hạn bởi hai mặt phẳng x = , 0 x=
Biết rằng thiết diện của vật thể cắt bởi mặt phẳng vuông góc với Ox tại
điểm có hoành độ x (0 x )là một tam giác vuông cân có cạnh huyền
+
C 7 26
+
D 9 2
8
+
Câu 4:Tính thể tích của vật thể nằm giữa hai mặt phẳng x = và 1 x = , 2
biết rằng thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc với trục
Ox tại điểm có hoành độ x, (1 là một hình chữ nhật có độ dài x 2)
Câu 5:Cho vật thể có mặt đáy là hình tròn có bán kính bằng 1 (hình
vẽ) Khi cắt vật thể bởi mặt phẳng vuông góc với trục Oxtại điểm có
hoành độ x (− 1 x 1)thì được thiết diện là một tam giác đều Tính thể
tích V của vật thể đó
Trang 23x = , biết rằng khi cắt vật thể bởi mặt phẳng tùy ý vuông góc với trục
Ox tại điểm có hoành độ x (1 thì được thiết diện là hình chữ x 3)
Câu 7:Cho phần vật thể ( ) giới hạn bởi hai mặt phẳng có phương
trình x = và 0 x = Cắt phần vật thể 2 ( ) bởi mặt phẳng vuông góc với
trục Ox tại điểm có hoành độ x(0 x 2), ta được thiết diện là một
tam giác đều có độ dài cạnh bằng x 2− Tính thể tích V của phần vật x
Câu 8:Tính thể tích V của vật thể nằm giữa hai mặt phẳng x = và 0
x= , biết rằng thiết diện của vật thể bị cắt bởi mặt phẳng vuông góc
với trục Ox tại điểm có hoành độ x (0 x ) là một tam giác đều
B bởi mặt phẳng vuông góc với trục
Ox tại điểm có hoành độ x 0
3
giác vuông có độ dài hai cạnh góc vuông lần lượt là 2x và cos x Thể
tích vật thể B bằng
Trang 24trục Ox là một hình vuông (tham khảo hình vẽ bên)
Câu 11:Bạn An có một cốc thủy tinh hình trụ, đường kính trong lòng
đáy cốc là 6cm, chiều cao trong lòng cốc là 10cmđang đựng một lượng
nước Bạn An nghiêng cốc, vừa lúc khi nước chạm miệng cốc thì mặt
phẳng chứa mặt nước đi qua một đường kính của đáy cốc Tính thể tích
lượng nước trong cốc
Câu 12:Cho hai đường tròn (O1;5)và (O2;3)cắt nhau tại hai điểm A,
Bsao cho ABlà một đường kính của đường tròn (O2;3) Gọi ( )D là hình
phẳng được giới hạn bởi hai đường tròn (ở ngoài đường tròn lớn, phần
được gạch chéo như hình vẽ) Quay ( )D quanh trục O O1 2ta được một
khối tròn xoay Tính thể tích V của khối tròn xoay được tạo thành?
Trang 25Câu 13:Cho hàm số y= f x( )có đồ thị như hình vẽ bên Gọi S là diện
tích hình phẳng giới hạn bởi các đường y= f x( ), trục Ox và hai đường
1 2
Câu 14:Cổng trường Đại học Bách Khoa Hà Nội có hình dạng Parabol,
chiều rộng 8 m , chiều cao 12,5m Diện tích của cổng là:
Câu 15:Một công ty quảng cáo X muốn làm một bức tranh trang trí
chiều cao BC=6m, chiều dài CD=12m (hình vẽ bên) Cho biết hình
cung parabol có đỉnh I là trung điểm cạnh ABvà đi qua 2 điểm C D,
Kinh phí làm bức tranh là 900.000 đồng/ m2 Hỏi công ty X cần bao
nhiêu tiền để làm bức tranh đó
Trang 26A 20.800.000đồng B 21.200.000đồng.
C 20.400.000đồng D 20.600.000đồng
Câu 16:Một khu vườn dạng hình tròn có hai đường kính AB CD vuông ,
góc với nhau, AB=12m Người ta làm một hồ cá có dạng elip với bốn
Trang 27Câu 18:Ông An muốn làm một cánh cửa bằng sắt có hình dạng và kích
thước như hình vẽ Biết rằng đường cong phía trên là một parabol, tứ
giác ABCD là một hình chữ nhật Giá cánh cửa sau khi hoàn thành là
900000 đồng/m2 Số tiền ông An phải trả để làm cánh cửa đó bằng
C 8 160 000 đồng D 8 400 000 đồng
Câu 19:Một khu vườn có dạng hợp của hai hình tròn giao nhau Bán
kính của hai đường tròn là 20m và 15m , khoảng cách giữa hai tâm của
hai hình tròn là 30m Phần giao của hai hình tròn được trồng hoa với
chi phí 300000đồng/m Phần còn lại được trồng cỏ với chi phí 1000002
m Hỏi chi phí để trồng hoa và cỏ của khu vườn gần nhất với số
tiền nào dưới đây?
Câu 20:Cắt khối nón có bán kính đáy bằng 2và chiều cao bằng 3 bởi
một mặt phẳng song song và cách trục một khoảng bằng 1 Diện tích
thiết diện là
A 2 3 B 2 2 C 3 2 D 3
Câu 21:Một cổng chào có dạng hình Parabol chiều cao 18 m , chiều rộng
chân đế 12 m Người ta căng hai sợi dây trang trí AB , CD nằm ngang
đồng thời chia hình giới hạn bởi Parabol và mặt đất thành ba phần có
Trang 28Câu 22:Người ta trồng hoa vào phần đất được tô màu đen Được giới
nhật ABCD và một đường cong hình sin (như hình vẽ) Biết
( )
2
AB= m , AD=2( )m Tính diện tích phần còn lại
A 4− 3 B 4 − 1 C 4( − 1) D 4− 2
Câu 23:Một hoa văn trang trí được tạo ra từ một miếng bìa hình vuông
cạnh 20 cm bằng cách khoét đi bốn phần bằng nhau đều có hình dạng
một nửa elip như hình vẽ Biết một nửa trục lớn là AB =6cm, trục bé
Câu 24:Một khuôn viên dạng nửa hình tròn, trên đó người ta thiết kế
phần trồng hoa hồng có dạng một hình Parabol có đỉnh trùng với tâm
hình tròn và trục đối xứng vuông góc với đường kính của nửa đường
tròn, hai đầu mút của Parabol nằm trên đường tròn và cách nhau một
khoảng 4 mét (phần tô đậm) Phần còn lại của khuôn viên (phần không
tô đậm) dùng để trồng hoa cúc Biết các kích thước cho như hình vẽ
Chi phí trồng hoa hồng và hoa cúc lần lượt là 120.000đồng 2
m và
80.000đồng/ 2
m Hỏi chi phí trồng hoa khuôn viên đó gần nhất với số
nào sau đây (làm tròn đến ngàn đồng)
A. 6.847.000đồng B 6.865.000đồng
C 5.710.000đồng D 5.701.000đồng
Trang 29Câu 25:Một hoa văn trang trí được tạo ra từ một miếng bìa mỏng hình
vuông cạnh bằng 10cm bằng cách khoét đi bốn phần bằng nhau có hình
dạng parabol như hình bên Biết AB = cm, 5 OH = cm Tính diện tích 4
Câu 26:Một khuôn viên có dạng là một nửa hình tròn đường kính là
4 5m Trên đó người ta thiết kế một phần để trồng hoa có dạng của một
cánh hoa hình parabol có đỉnh là tâm đường tròn, hai đầu mút của
parabol nằm trên đường tròn và cách nhau 4 m Phần còn lại của khuôn
viên (không tô đậm) để trồng cỏ.Biết các kích thước cho như hình vẽ và
/m Số tiền để trồng cỏ là
A 1.948.000 B 2.388.000
C 3.895.000 D 1.194.000
Câu 27:Vườn hoa của một trường học có hình dạng được giới hạn bởi
một đường elip có bốn đỉnh A, B , C , Dvà hai đường parabol có các
đỉnh lần lượt là E,F (phần tô đậm của hình vẽ bên) Hai đường
parabol có cùng trục đối xứng AB , đối xứng nhau qua trục CD , hai
parabol cắt elip tại các điểm M , N , P , Q Biết AB=8m, CD=6m,