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已知函数满足,求曲线所围成的图形绕直线旋转所成的旋转体的体积。

答案

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(1)由偏导还原函数。将 看成参数,对 关于 积分,得 。令 ,与题设比较得到 ,因此

这里积分后的待定项是 的函数,不能直接写成常数。所得式的 偏导和对角线取值均符合条件。
(2)确定围成的区域。曲线方程为 。右侧必须非负:在 和 时为负,在 时非负。所以曲线的上下两支为 ,在 、 处相接,关于 对称。
(3)建立体积积分。绕 旋转时,固定 的竖直线段扫成实心圆盘,半径为 。上下两支扫出同一圆盘,不能把它们的半径平方相减。因此

(4)分部积分,取 、,则 ,故

所以所求体积为 。