1. Площадь поверхности, образованной вращением вокруг оси Ox дуги гладкой кривой , заключенной между точками с абсциссами
и
выражается формулой
.
Замечание. В случае иного задания уравнения кривой площадь поверхности вращения получается из этой формулы путем соответствующей замены переменных.
2. Если кривая задана уравнениями в параметрической форме
,
, то
.
3. Если кривая определяется уравнением в полярной системе координат , то, рассматривая в зависимостях
полярный угол в качестве параметра, получим
,
где и
– значения полярного угла, соответственно, начала и конца дуги.
Пример 3.13. Найти площадь поверхности, образованной вращением вокруг оси петли кривой
(рис. 3.11).
Рис. 3.11. Иллюстрация к примеру 3.13
Решение. Для верхней части кривой при имеем
.
Отсюда . И площадь поверхности соответственно равна
.
Пример 3.14. Найти площадь поверхности вращения, образованной вращением одной арки циклоиды (рис. 3.12)
вокруг ее оси симметрии.
Рис. 3.12. Иллюстрация к примеру 3.14
Решение. Поверхность, площадь которой требуется найти, образована вращением дуги ОА вокруг прямой АВ, уравнение которой . Принимая в качестве независимой переменной
и учитывая, что ось вращения АВ сдвинута относительно координатной оси
на расстояние
, тогда
.
Переходя к переменной , получим
.