Bài tập Ứng dụng tích phân để tính thể tích vật thể lớp 12 (có lời giải)

Xét khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = cos x, trục hoành và hai đường thẳng x = 0, x = pi/2 quanh trục Ox. Các mệnh đề sau đúng hay sai?

18/25

Xét khối tròn xoay tạo thành khi quay hình phẳng giới hạn bởi đồ thị hàm số y = cos x, trục hoành và hai đường thẳng x = 0, \(x = \frac{\pi }{2}\) quanh trục Ox. Các mệnh đề sau đúng hay sai?

a

Giao điểm duy nhất của đồ thị hàm số với trục hoành trên đoạn đang xét có hoành độ x = \(\frac{\pi }{2}\).

ĐúngSai
b

Thể tích khối tròn xoay được tính bởi công thức V = \(\pi \int_0^{\frac{\pi }{2}} {\cos x} dx\).

ĐúngSai
c

Để tính thể tích, ta có thể sử dụng công thức lượng giác hạ bậc \({\cos ^2}x = \frac{{1 + \cos 2x}}{2}\).

ĐúngSai
d

Giá trị thể tích của khối tròn xoay bằng \(\frac{{{\pi ^2}}}{4}\).

ĐúngSai
Giải thích

Hướng dẫn giải:

Đáp án: a) Đúng.                     b) Sai.                    c) Đúng.                d) Đúng.

a) Đúng. Giải phương trình \(\cos x = 0\) trên đoạn \(\left[ {0;\frac{\pi }{2}} \right]\), ta thu được nghiệm duy nhất x = \(\frac{\pi }{2}\).

b) Sai. Công thức tính thể tích khối tròn xoay phải chứa bình phương hàm số, tức là \(V = \pi \int_0^{\frac{\pi }{2}} {{{\cos }^2}x} dx\).

c) Đúng. Công thức hạ bậc là phương pháp chuẩn để xử lý tích phân của bình phương hàm lượng giác.

d) Đúng.\(V = \pi \int_0^{\frac{\pi }{2}} {{{\cos }^2}x} dx = \pi \int_0^{\frac{\pi }{2}} {\frac{{1 + \cos 2x}}{2}} dx = \pi \left. {\left( {\frac{x}{2} + \frac{{\sin 2x}}{4}} \right)} \right|_0^{\frac{\pi }{2}} = \pi \left( {\left( {\frac{\pi }{4} + 0} \right) - 0} \right) = \frac{{{\pi ^2}}}{4}\).