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过坐标原点作曲线y=lnx的切线,该切线与曲线y=lnx及x轴围成平面图形D.

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/29 14:52:43
过坐标原点作曲线y=lnx的切线,该切线与曲线y=lnx及x轴围成平面图形D.
(1)求D的面积A;
(2)求D绕直线x=e旋转一周所得旋转体的体积V.
过坐标原点作曲线y=lnx的切线,该切线与曲线y=lnx及x轴围成平面图形D.

建立直角坐标系,作出y=lnx曲线及其过原点的切线.
(1)设切点的横坐标为x0,则曲线y=lnx在点(x0,lnx0)处的切线方程是
y=lnx0+
1
x0(x−x0).①
由该切线过原点知 
lnx0-1=0,从而x0=e.
代入①式得该切线的方程为
y=
1
ex.
则利用微元法可知平面图形D的高为dy的微元面积为:
dA=(ey-ey)dy,则D的面积为
A=
∫10(ey−ey)dy=
1
2e−1.
(2)切线y=
1
ex与x轴及直线x=e所围成的三角形绕直线x=e旋转所得的圆锥体积为 
V1=
1
3πe2.
曲线y=lnx与x轴及直线x=e所围成的图形绕直线x=e旋转所得的旋转体体积为
V2=
∫10π(e−ey)2dy,
因此所求旋转体的体积为
V=V1−V2=
1
3πe2−
∫10π(e−ey)2dy=
π
6(5e2−12e+3).