Страница 1 из 1

Вращение фигуры вокруг наклонной оси

Добавлено: 31 мар 2020, 13:09
Dolly
Здраствуйте.
Возник у меня вопрос по задаче из приложений интегрального исчисления, вроде бы стандартной, но не совсем.
Требуется вычислить объём тела, полученного вращением фигуры, образованной линиями [math], вокруг одной из этих прямых, а именно, вокруг прямой [math].
Короче говоря, дан треугольник с вершинами [math]. И его вращают вокруг одной из сторон. Искомое тело - два конуса с общим основанием.
Задача с виду несложная. Но как учесть наклонную ось вращения? Как преобразовать координаты?
Я пробовала выбрать новый базис пространства и применить афинное преобразование, но запуталась с обратимой матрицей. Да и нужно ли здесь афинное преобразование? Я совсем не уверена.

Вращение фигуры вокруг наклонной оси

Добавлено: 31 мар 2020, 15:50
zykov
Dolly писал(а):Source of the post Да и нужно ли здесь афинное преобразование?

Не нужно.
Достаточно движения (параллельный перенос + поворот).
Хотя и без этого понятно, что будет объем одного конуса плюс объем другого конуса. Нужны только их высоты и их общий радиус основания.

Перпендикуляр к оси имеет уравнение $y=-x/2$. Если он проходит через $(0,4)$, то уравнение будет $y=-x/2+4$. Значит ось он пересечет в точке $(\frac 65,\frac {17}5)$.
Расстояние от этой точки до точки $(0,4)$ - радиус, до точки $(0,1)$ - одна высота, до точки $(3,7)$ - вторая высота.

Вращение фигуры вокруг наклонной оси

Добавлено: 05 апр 2020, 09:42
Dolly
zykov, огромное спасибо, всё поняла.
Только вот что меня смущает. Вы для нахождения объёма тела использовали приёмы аналитической геометрии. Здесь может это и оправдано.
Но ведь фигура вращения может быть и криволинейная. В учебниках матанализа рассматриваются вычисления объёма тел с помощью интегралов при вращении их либо вокруг оси абсцисс, либо ординат.
А если ось вращения наклонная? В учебниках об этом ни слова, я специально просмотрела 3 известных учебника.
Вы упомянули про сдвиг и поворот осей. А существуют ли общие методы для произвольной оси вращения [math]?

Вращение фигуры вокруг наклонной оси

Добавлено: 05 апр 2020, 09:47
zykov
Dolly писал(а):Source of the post Вы упомянули про сдвиг и поворот осей. А существуют ли общие методы для произвольной оси вращения y=ax+b?

Конечно.
Сдвигом переместите любую точку этой прямой в $(0,0)$. Например может быть удобно переместить точку $(0,b)$.
Потом поворотом вокруг точки $(0,0)$ совместите прямую $y=ax$ с осью $y=0$. И потом вращайте вокруг этой оси.