Gọi V là thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường y = √ x , y = 0 và x = 4 quanh trục O x . Đường thẳng x = a ( 0 < a < 4 )
50/55
Gọi \(V\) là thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi các đường \(y = \sqrt x ,\)\(y = 0\) và \(x = 4\) quanh trục \(Ox\). Đường thẳng \(x = a\,\,\left( {0 < a < 4} \right)\) cắt đồ thị hàm số \[y = \sqrt x \] tại \(M\) (xem hình vẽ sau). Gọi \({V_1}\) là thể tích khối tròn xoay tạo thành khi quay tam giác \(OMH\) quanh trục \(Ox\). Biết rằng \(V = 2{V_1}\). Khi đó giá trị của \[a\] là bao nhiêu?
Ta có \(V = \pi \int\limits_0^4 {x\,} dx = 8\pi \) và tọa độ \(M\left( {a;\sqrt a } \right)\).
Khi quay tam giác \(OMH\) quanh trục \(Ox\) tạo thành hai hình nón có chung đáy:
Hình nón \(\left( {{N_1}} \right)\) có đỉnh là \(O\), chiều cao \({h_1} = OK = a\), bán kính đáy \(R = MK = \sqrt a \);
Hình nón \(\left( {{N_2}} \right)\) có đỉnh là \(H\), chiều cao \({h_2} = HK = 4 - a\), bán kính đáy \(R = MK = \sqrt a \).
Khi đó \({V_1} = \frac{1}{3}\pi {R^2}h{{\kern 1pt} _1} + \frac{1}{3}\pi {R^2}h{{\kern 1pt} _2} = \frac{4}{3}\pi a\); \(V = 2{V_1} \Leftrightarrow 8\pi = 2.\frac{4}{3}\pi a \Rightarrow a = 3\).
Đáp án: 3.