Kí hiệu (H) là hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = 2\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^x}\), trục tung và trục hoành. Tính thể tích V của khối tròn xoay thu được khi quay hình (H) xung quanh trục Ox:
A. \(V = 4 - 2{\rm{e}}\)
B. \(V = \left( {4 - 2{\rm{e}}} \right)\pi \)
C. \(V = {{\rm{e}}^2} - 5\)
D. \(V = \left( {{{\rm{e}}^2} - 5} \right)\pi \)
Lời giải của giáo viên
Cách 1: Phương trình hoành độ giao điểm \(2\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^x} = 0 \Leftrightarrow x = 1\)
Thể tích của khối tròn xoay thu được khi quay hình (H) xung quanh trục Ox là:
\(V = \pi \int\limits_0^1 {{{\left[ {2\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^x}} \right]}^2}} {\rm{d}}x = 4\pi \int\limits_0^1 {{{\left( {x - 1} \right)}^2}{{\rm{e}}^{2x}}} {\rm{d}}x\). Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}
u = {\left( {x - 1} \right)^2}\\
{\rm{d}}v = {{\rm{e}}^{2x}}{\rm{d}}x
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\rm{d}}u = 2\left( {x - 1} \right)\\
v = \frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}
\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow V = \left. {4\pi {{\left( {x - 1} \right)}^2}\frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}} \right|_0^1 - 4\pi \int\limits_0^1 {2\left( {x - 1} \right)\frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}{\rm{d}}x} = 4\pi \left. {{{\left( {x - 1} \right)}^2}\frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}} \right|_0^1 - 4\pi \int\limits_0^1 {\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^{2x}}} {\rm{d}}x\)
Gọi \({V_1} = \int\limits_0^1 {\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^{2x}}} {\rm{d}}x\). Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}
u = x - 1 \Rightarrow {\rm{d}}u = {\rm{d}}x\\
{\rm{d}}v = {{\rm{e}}^{2x}}{\rm{d}}x \Rightarrow v = \frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}
\end{array} \right.\)
\( \Rightarrow {V_1} = \left. {4\pi \left( {x - 1} \right)\frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}} \right|_0^1 - 4\pi \int\limits_0^1 {\frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}{\rm{d}}x} = 2\pi - \left. {\pi {{\rm{e}}^{2x}}} \right|_0^1 = 2\pi - \pi {{\rm{e}}^2} + \pi = 3\pi - \pi {{\rm{e}}^2}\)
\(V = \left. {4\pi {{\left( {x - 1} \right)}^2}\frac{{{{\rm{e}}^{2x}}}}{2}} \right|_0^1 - {V_1} = - 2\pi - \left( {3\pi - \pi {{\rm{e}}^2}} \right) = \pi \left( {{{\rm{e}}^2} - 5} \right)\,\,\)
Cách 2: Sử dụng MTCT
Phương trình hoành độ giao điểm \(2\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^x} = 0 \Leftrightarrow x = 1\)
Thể tích của khối tròn xoay thu được khi quay hình (H) xung quanh trục Ox là:
\(V = \pi \int\limits_0^1 {{{\left[ {2\left( {x - 1} \right){{\rm{e}}^x}} \right]}^2}} {\rm{d}}x = 4\pi \int\limits_0^1 {{{\left( {x - 1} \right)}^2}{{\rm{e}}^{2x}}} {\rm{d}}x\)
Máy hiện:
Kiểm tra các kết quả ta được đáp án D.
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho hàm số \(f(x)\) có đạo hàm trên đoạn [1;2], \(f(1)=1\) và \(f(2)=2\). Tính \(I = \int\limits_1^2 {f'\left( x \right){\rm{d}}x} \)
Tìm nguyên hàm \(F(x)\) của hàm số \(f\left( x \right) = \sin x + \cos x\) thoả mãn \(F\left( {\frac{\pi }{2}} \right) = 2\)
Cho \(F\left( x \right) = \frac{1}{{2{x^2}}}\) là một nguyên hàm của hàm số \(\frac{{f\left( x \right)}}{x}\). Tìm nguyên hàm của hàm số \(f'\left( x \right)\ln x\).
Viết công thức tính thể tích V của khối tròn xoay được tạo ra khi quay hình thang cong, giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y=f(x)\), trục Ox và hai đường thẳng \(x=a, x = b\left( {a < b} \right)\), xung quanh trục Ox.
Tìm nguyên hàm của hàm số \(f\left( x \right) = {7^x}\).
Tìm nguyên hàm của hàm số \(f\left( x \right) = \cos 3x\).
Tìm nguyên hàm của hàm số \(f\left( x \right) = \sqrt {2x - 1} \).
Tính tích phân \(I = \int\limits_1^{\rm{e}} {x\ln x} {\rm{d}}x\):
Cho \(\int\limits_{ - 1}^2 {f\left( x \right){\rm{d}}x} = 2\) và \(\int\limits_{ - 1}^2 {g\left( x \right){\rm{d}}x} = - 1\). Tính \(I = \int\limits_{ - 1}^2 {\left[ {x + 2f\left( x \right) - 3g\left( x \right)} \right]{\rm{d}}x} \)
Cho \(F(x)\) là một nguyên hàm của hàm số \(f\left( x \right) = {{\rm{e}}^x} + 2x\) thỏa mãn \(F\left( 0 \right) = \frac{3}{2}.\) Tìm \(F(x)\)
Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số \(y = {x^3} - x\) và đồ thị hàm số \(y = x - {x^2}\).
Tìm nguyên hàm của hàm số \(f\left( x \right) = \frac{1}{{5x - 2}}\)
Cho \(\int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {f\left( x \right){\rm{d}}x} = 5\). Tính \(I = \int\limits_0^{\frac{\pi }{2}} {\left[ {f\left( x \right) + 2\sin x} \right]{\rm{d}}x} \).