กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

การผสานรวมดิสก์

การอินทิเกรตแบบ จาน หรือที่รู้จักในแคลคูลัสเชิงอิน ทิกรัล ว่าวิธีจานเป็นวิธีการคำนวณปริมาตรของทรงตันที่เกิดจากการหมุนของวัสดุแข็ง

การผสานรวมดิสก์

ภาพเคลื่อนไหวแสดงการหมุนเส้นโค้งเพื่อสร้างพื้นผิว พื้นผิวนั้นเต็มไปด้วยทรงกระบอกสั้นจำนวนมาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงวิธีการอินทิเกรตแบบจานสำหรับปริมาตร

การอินทิเกรตแบบ จาน หรือที่รู้จักในแคลคูลัสเชิงอิน ทิกรัล ว่าวิธีจานเป็นวิธีการคำนวณปริมาตรของทรงตันที่เกิดจากการหมุนของวัสดุแข็ง เมื่อทำการอินทิเกรตตามแกนที่ขนานกับแกนการหมุนวิธีนี้จำลองรูปทรงสามมิติที่ได้เป็นกองของจานจำนวนอนันต์ที่มีรัศมีแตกต่างกันและมีความหนาเล็กน้อย นอกจากนี้ยังสามารถใช้หลักการเดียวกันนี้กับวงแหวนแทนจาน ( วิธี "แหวนรอง ") เพื่อให้ได้ทรงตันกลวงที่เกิดจากการหมุน ซึ่งแตกต่างจากการอินทิเกรตแบบเปลือกที่ทำการอินทิเกรตตามแกนที่ตั้งฉากกับแกนการหมุน

คำนิยาม

ฟังก์ชันของx

ถ้าฟังก์ชันที่จะหมุนเป็นฟังก์ชันของxอินทิกรัลต่อไปนี้แสดงถึงปริมาตรของทรงเรขาคณิตที่เกิดจากการหมุน:

โดยที่R ( x )คือระยะห่างระหว่างฟังก์ชันกับแกนหมุน วิธีนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่อแกนหมุนอยู่ในแนวนอนเท่านั้น (ตัวอย่างเช่นy = 3หรือค่าคงที่อื่นๆ)

ฟังก์ชันของy

ถ้าฟังก์ชันที่จะหมุนเป็นฟังก์ชันของyอินทิกรัลต่อไปนี้จะให้ปริมาตรของทรงเรขาคณิตที่เกิดจากการหมุน:

โดยที่R ( y )คือระยะห่างระหว่างฟังก์ชันกับแกนหมุน วิธีนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่อแกนหมุนอยู่ในแนวตั้งเท่านั้น (ตัวอย่างเช่นx = 4หรือค่าคงที่อื่นๆ)

วิธีการซักล้าง

เพื่อให้ได้ทรงตันกลวงที่เกิดจากการหมุน (วิธี "แหวนรอง") ขั้นตอนคือการนำปริมาตรของทรงตันกลวงด้านในมาลบออกจากปริมาตรของทรงตันกลวงด้านนอก ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยใช้ปริพันธ์เดียวในลักษณะต่อไปนี้:

โดยที่R O ( x )คือฟังก์ชันที่อยู่ห่างจากแกนหมุนมากที่สุด และR I ( x )คือฟังก์ชันที่อยู่ใกล้กับแกนหมุนมากที่สุด ตัวอย่างเช่น รูปต่อไปนี้แสดงการหมุนรอบ แกน xของ "ใบไม้" สีแดงที่อยู่ระหว่างเส้นโค้งรากที่สองและเส้นโค้งกำลังสอง:

การหมุนรอบแกน x

ปริมาตรของทรงเรขาคณิตนี้คือ:

ควรระมัดระวังอย่าคำนวณค่ากำลังสองของผลต่างระหว่างฟังก์ชันทั้งสอง แต่ควรคำนวณค่าผลต่างของกำลังสองของฟังก์ชันทั้งสองแทน

(สูตรนี้ใช้ได้เฉพาะกับการหมุนรอบ แกน x เท่านั้น )

ในการหมุนรอบแกนแนวนอนใดๆ เพียงแค่ลบค่าของแกนนั้นออกจากสูตรแต่ละสูตร ถ้าhคือค่าของแกนแนวนอน ปริมาตรจะเท่ากับ...

ตัวอย่างเช่น ในการหมุนบริเวณระหว่างy = −2 x + x 2และy = xตามแกนy = 4จะต้องทำการอินทิเกรตดังนี้:

ขอบเขตของการอินทิเกรตคือค่าศูนย์ของสมการแรก ลบด้วยค่าศูนย์ของสมการที่สอง โปรดสังเกตว่า เมื่อทำการอินทิเกรตตามแกนอื่นที่ไม่ใช่แกนxกราฟของฟังก์ชันที่อยู่ห่างจากแกนหมุนมากที่สุดอาจไม่ชัดเจน ในตัวอย่างก่อนหน้านี้ แม้ว่ากราฟของy = xจะอยู่สูงกว่ากราฟของy = −2x +เมื่อ เทียบกับแกน x แต่เมื่อเทียบกับแกนหมุนแล้ว ฟังก์ชันy = xคือฟังก์ชันภายใน: กราฟของมันอยู่ใกล้กับy = 4หรือสมการของแกนหมุนในตัวอย่าง มากกว่า

แนวคิดเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้ได้กับทั้ง แกน yและแกนแนวตั้งอื่นๆ เพียงแค่ต้องแก้สมการแต่ละสมการหาค่าxก่อนที่จะนำไปแทนในสูตรการอินทิเกรต

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Disc_integration&oldid=1356077400 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การผสานรวมดิสก์

การอินทิเกรตแบบ จาน หรือที่รู้จักในแคลคูลัสเชิงอิน ทิกรัล ว่าวิธีจานเป็นวิธีการคำนวณปริมาตรของทรงตันที่เกิดจากการหมุนของวัสดุแข็ง

ฟังก์ชันของ x

ถ้าฟังก์ชันที่จะหมุนเป็นฟังก์ชันของ x อินทิกรัลต่อไปนี้แสดงถึงปริมาตรของทรงเรขาคณิตที่เกิดจากการหมุน:

ฟังก์ชันของ y

ถ้าฟังก์ชันที่จะหมุนเป็นฟังก์ชันของ y อินทิกรัลต่อไปนี้จะให้ปริมาตรของทรงเรขาคณิตที่เกิดจากการหมุน:

วิธีการซักล้าง

เพื่อให้ได้ทรงตันกลวงที่เกิดจากการหมุน (วิธี "แหวนรอง") ขั้นตอนคือการนำปริมาตรของทรงตันกลวงด้านในมาลบออกจากปริมาตรของทรงตันกลวงด้านนอก ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยใช้ปริพันธ์เดียวในลักษณะต่อไปนี้: