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Édition du: 30/07/2023

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Volume des solides de révolution

 

Formule générale pour tout solide de révolution autour d'un axe (ici, l'axe des abscisses).
Application au cylindre, au cône et à la sphère; puis à des formes particulières.

Cette page s'applique à une rotation autour de l'axe des x. Pour une rotation autour de l'axe des y, il faut simplement intervertir x et y.

   

Terminale

 

Sommaire de cette page

>>> Volume d'un solide de révolution

>>> Volume du cylindre

>>> Volume du cône

>>> Volume de la sphère

>>> Volume de cette forme parabolique

>>> Volume de cette forme en boucle

>>> Volume de cette forme proche de la boucle

      

Débutants

Nombres

 

Glossaire

Nombres

 

 

Volume d'un solide de révolution

haut

 

Solide défini par une fonction

Le solide est défini par une fonction y = f(x).
La courbe représentative engendre le volume de révolution en tournant autour de l'axe des x.

Le volume est limité par les des abscisses a et b.

 

Mode de calcul

Le principe consiste à découper le volume en fines tranches et à ajouter leurs volumes.

L'épaisseur de la tranche est dx entre x et x + dx, et son amplitude de y à y + dy.

Plus la tranche est fine (tendant vers zéro), plus il est légitime d'assimiler y + dy à dy.

Alors, le volume de la tranche (du petit cylindre) est:
dV =
πy²dx

 

Somme finie et intégrale

La somme des tranches de a  à b s'écrit:

De cette somme de tranches discrètes, on passe à la somme continue de tranches d'épaisseur tendant vers zéro:

    

Dès que l'on connait la courbe définie par y en fonction de x, on sait calculer le volume du solide de révolution engendré par la courbe tournant autour de l'axe x.

 

 

Solide de révolution autour de l'axe x

 

Définition du volume en dx et dy

 

 

 

 

Volume du cylindre

haut

 

Cylindre droit de révolution

Sa courbe de définition est une droite d'ordonnée constante: y = R (le rayon du cylindre).

Les limites du cylindre: a = 0 et b = L.

 

Volume du cylindre droit de révolution

 

Passage à la primitive

La primitive d'une constante est égale à x.

 

 

Remarque

Le fait que "y" est une constante permet un calcul simple: l'aire du disque est simplement multipliée par la hauteur du disque pour obtenir le volume.  

 

 

Volume du cône

haut

 

Cône droit de révolution

Sa courbe de définition est une droite qui passe par 0 et par le point (H, R).

Son équation est:
 

Volume du cône droit de révolution

Passage à la primitive

La primitive de x² est:   1/3 x3

   

 

 

 

 

Exemple d'application

 

Un cône de révolution autour de y est formé avec la droite y = 1/3 x.

La base du cône est un cercle de rayon 6 cm.

Hauteur et volume du cône ?

  

Équation en x²

Hauteur du cône

si R = y =  6, alors x = h = 18

Volume du cône

Intégration

Voir Aire latérale du cône et volume du cône

 

 

Volume de la sphère

haut

 

Sphère

Sa courbe de définition est un demi-cercle

Son équation est:

 Volume du cône droit de révolution

Passage à la primitive

 

 

 

 

Volume de cette forme parabolique

haut

 

Solide

Sa courbe de définition est un morceau de parabole

Son équation est:

 
Volume

 

 

Passage à la primitive

 

 

 

Volume de cette forme en boucle

haut

 

Solide

Volume engendré par cette boucle en rotation autour de l'axe x.

Son équation est:

Limite de la boucle: x = 4.


Volume

 

 

Passage à la primitive

 

 

 

Volume de cette forme proche de la boucle

haut

 

Solide

Volume engendré par cette forme rose en rotation autour de l'axe x.

 

La forme est délimitée par quatre segments de droites dont on calcule les équations, et on intègre de 0 à 1/2, de 1/2 à 1, puis de 1 à 2 et enfin de 2 à 4.

 

Volume

Le calcul donne un volume total: 119/6  π = 19,83…

à comparer à 64/3  π = 21,33… π pour la boucle ci-dessus.

 

Calcul ci-dessous.

 

 

 

Calculs

     

 

 

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*      Volumes of solids of revolution – Mathcentre – 2009

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