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设函数满足,为曲线。
  1. (1) 求的弧长;
  2. (2) 求绕轴旋转一周所形成的曲面面积。

答案

第 1 问

第 2 问

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第 1 问

(1)由原函数求出 。将不定积分等式两边对 求导,得 ,故 ,积分常数的导数为零。

(2)化简弧长微元。在 上,

由于 且 ,所以 。平方和化为完全平方后,弧长积分可直接计算。

(3)应用弧长公式,得

第 2 问

(1)确定旋转半径及弧长微元。由上一问,,且 。在 上 ,故 ,旋转半径 。

(2)应用旋转曲面面积公式 。其中曲面面积微元为 ,即到旋转轴的距离乘以弧长微元及 。于是