7-1 元素法和定积分在几何上的应用 (1) - 副本.PPT

第五节 定积分在几何问题中的应用举例 一、元素法 二、平面图形的面积 三、体积 四、平面曲线的弧长 五、小结 思考题 一、元素法 1.直角坐标系情形 2.极坐标系情形 1.旋转体的体积 1.直角坐标情形 2.参数方程情形 3.极坐标情形 五、小结 2.体积 解 所求弧长为 解 曲线弧为 弧长 解 星形线的参数方程为 根据对称性 第一象限部分的弧长 曲线弧为 弧长 解 解 求在直角坐标系下、参数方程形式下、极坐标系下平面图形的面积. （注意恰当的选择积分变量有助于简化积分运算） 1.面积 旋转体的体积 平行截面面积为已知的立体的体积 绕 轴旋转一周 绕 轴旋转一周 绕非轴直线旋转一周 * 回顾 曲边梯形求面积的问题 a b x y o 面积表示为定积分的步骤如下 （3） 求和，得A的近似值 a b x y o （4） 求极限，得A的精确值 提示 面积元素 元素法的一般步骤： 这个方法通常叫做元素法． 简单应用： 　　平面图形的面积；体积；平面曲线的弧长；功；水压力；引力和平均值等． 曲边梯形的面积 曲边梯形的面积 二、平面图形的面积 解 两曲线的交点 面积元素 选 为积分变量 解 两曲线的交点 选 为积分变量 于是所求面积 说明：注意各积分区间上被积函数的形式． 问题： 积分变量只能选 吗？ 解 两曲线的交点 选 为积分变量 如果曲边梯形的曲边为参数方程 曲边梯形的面积 解 椭圆的参数方程 由对称性知总面积等于4倍第一象限部分面积． 面积元素 曲边扇形的面积 解 由对称性知总面积=4倍第一象限部分面积 解 利用对称性知 旋转体就是由一个平面图形饶这平面内一条直线旋转一周而成的立体．这直线叫做旋转轴． 圆柱 圆锥 圆台 三、体积 x y o 旋转体的体积为 解 2.平行截面面积为已知的立体的体积 如果一个立体不是旋转体，但却知道该立体上垂直于一定轴的各个截面面积，那么，这个立体的体积也可用定积分来计算. 立体体积 解 取坐标系如图 底圆方程为 截面面积 立体体积 解 取坐标系如图 底圆方程为 截面面积 立体体积 弧长元素 弧长 四、平面曲线弧长的概念