미적분Ⅱ정적분의 활용수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

회전체의 부피

문제

곡선 y=x(1x)y = x ( 1 - x )xx축으로 둘러싸인 도형을 xx축의 둘레로 회전시킬 때, 만들어지는 회전체의 부피는? [3점] π6\displaystyle \frac{\pi}{6}π10\displaystyle \frac{\pi}{10}π15\displaystyle \frac{\pi}{15}π20\displaystyle \frac{\pi}{20}π30\displaystyle \frac{\pi}{30}

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해설

xx축으로 회전시킨 입체의 부피는 πaby2dx\displaystyle \pi \int _{a} ^{b} {} y ^{2} dx이므로 V=01{x(1x)}2dx\displaystyle V = \int _{0} ^{1} {} \left\{ x ( 1 - x ) \right\} ^{2} dx=01(xx2)2dx\displaystyle = \int _{0} ^{1} {} ( x - x ^{2} ) ^{2} dx =01(x42x3+x2)dx\displaystyle = \int _{0} ^{1} {} ( x ^{4} - 2 x ^{3} + x ^{2} ) dx =π[15x512x4+13x3]01\displaystyle = \pi \left[ \frac{1}{5} x ^{5} - \frac{1}{2} x ^{4} + \frac{1}{3} x ^{3} \right] _{0} ^{1} =π(1512+13)\displaystyle = \pi \left( \frac{1}{5} - \frac{1}{2} + \frac{1}{3} \right)=130π\displaystyle = \frac{1}{30} \pi

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