Giải Bài 4.34 trang 29 SGK Toán 12
Đề bài
Tính thể tích của khối tròn xoay sinh ra khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường sau xung quanh trục $Ox$:
a) $y=1-x^2$, $y=0$, $x=-1$, $x=1$;
b) $y=\sqrt{25-x^2}$, $y=0$, $x=2$, $x=4$.
Lời giải
a) Hình phẳng giới hạn bởi $y=1-x^2$, $y=0$ (trục $Ox$), $x=-1$, $x=1$.
Thể tích khối tròn xoay quay quanh $Ox$:
$$V_a=\pi\int_{-1}^{1}\big(1-x^2\big)^2\,dx=\pi\int_{-1}^{1}\big(1-2x^2+x^4\big)\,dx.$$
Hàm dưới dấu tích phân là hàm chẵn nên:
$$V_a=2\pi\int_{0}^{1}\big(1-2x^2+x^4\big)\,dx=2\pi\left[x-\frac{2x^3}{3}+\frac{x^5}{5}\right]_0^1.$$
Thay cận:
$$V_a=2\pi\left(1-\frac{2}{3}+\frac{1}{5}\right)=2\pi\cdot\frac{15-10+3}{15}=2\pi\cdot\frac{8}{15}=\frac{16\pi}{15}.$$
Vậy $V_a=\dfrac{16\pi}{15}\approx 3,35$ (đơn vị thể tích).
b) Hình phẳng giới hạn bởi $y=\sqrt{25-x^2}$, $y=0$, $x=2$, $x=4$.
Trên $[2;4]$ ta có $y=\sqrt{25-x^2}\ge 0$ nên $y^2=25-x^2$. Thể tích khối tròn xoay quay quanh $Ox$:
$$V_b=\pi\int_{2}^{4}\big(\sqrt{25-x^2}\big)^2\,dx=\pi\int_{2}^{4}\big(25-x^2\big)\,dx.$$
Tính tích phân:
$$V_b=\pi\left[25x-\frac{x^3}{3}\right]_2^4=\pi\left[\left(100-\frac{64}{3}\right)-\left(50-\frac{8}{3}\right)\right].$$
Ta có $100-\dfrac{64}{3}=\dfrac{236}{3}$ và $50-\dfrac{8}{3}=\dfrac{142}{3}$, do đó:
$$V_b=\pi\cdot\frac{236-142}{3}=\pi\cdot\frac{94}{3}=\frac{94\pi}{3}.$$
Vậy $V_b=\dfrac{94\pi}{3}\approx 98,44$ (đơn vị thể tích).
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.
