题目
三、应用题(22分)20.(12分)已知抛物线x^2=(p-3)y+3(p>0)与x+y=2相切,该抛物线与直线x+y=2及坐标轴围成的平面图形为D.求 (1)D的面积(2)D绕x轴旋转一周所得立体体积V
三、应用题(22分)
20.(12分)已知抛物线$x^{2}=(p-3)y+3(p>0)$与x+y=2相切,该抛物线与直线x+y=2及坐标轴围成的平面图形为D.
求 (1)D的面积
(2)D绕x轴旋转一周所得立体体积V
题目解答
答案
1. **确定抛物线方程:**
将直线 $x + y = 2$ 代入抛物线方程,得二次方程判别式为零,解得 $p = 1$。
抛物线方程为 $x^2 = -2y + 3$ 或 $y = \frac{3 - x^2}{2}$。
2. **计算面积 $A$:**
从 $x = 0$ 到 $x = 1$ 积分抛物线,从 $x = 1$ 到 $x = 2$ 积分直线:
\[
A = \int_0^1 \frac{3 - x^2}{2} \, dx + \int_1^2 (2 - x) \, dx = \frac{4}{3} + \frac{1}{2} = \boxed{\frac{11}{6}}
\]
3. **计算体积 $V$:**
从 $x = 0$ 到 $x = 1$ 积分抛物线绕 $x$ 轴旋转体积,从 $x = 1$ 到 $x = 2$ 积分直线绕 $x$ 轴旋转体积:
\[
V = \pi \int_0^1 \left( \frac{3 - x^2}{2} \right)^2 \, dx + \pi \int_1^2 (2 - x)^2 \, dx = \frac{9\pi}{5} + \frac{\pi}{3} = \boxed{\frac{32\pi}{15}}
\]