【问题标题】:Calculating volume of a revolved surface in Python在 Python 中计算旋转曲面的体积
【发布时间】:2014-11-04 10:18:34
【问题描述】:

我有以下曲线:

曲线由一组数据点定义。

如果这条曲线绕水平轴旋转 360 度,我如何计算它所包围的体积?

我可以使用数值积分计算曲线下方的面积,例如np.trapz,但我不确定下一步该做什么。

【问题讨论】:

    标签: python numpy calculus


    【解决方案1】:

    对于您的函数f(x),您想要计算volume of revolution 关于x 轴。

    这是通过积分f(x)*f(x),即函数f(x)-squared,使用np.trapz或任何其他积分方法,然后乘以常数pi(内置于NumPy为np.pi)给出的.


    对此的直觉在于根据半径计算圆面积的公式:pi * r**2

    通过将曲线绕x 轴旋转 360 度形成的实体由沿x 轴的每个点处的无限薄圆盘组成。每个磁盘的半径为f(x)。因此每个磁盘的面面积为pi * f(x)**2

    沿x 轴积分将无限薄磁盘的体积相加并计算固体的体积。

    【讨论】:

    • 计算旋转表面积的方法是什么?
    • @Jonny - 计算surface area of revolution 有点复杂:区分f(x),平方,加一,取平方根,乘以f(x)*2*pi 并积分。我不知道 NumPy/SciPy 堆栈中是否有任何内置函数,但链接应该更详细地解释这些步骤。
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