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Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

题目链接:

Cylinder Candy

题意:

有一个圆柱体的糖果,底面半径为r,高为h。现在在它外面涂一层均匀的巧克力,厚度为d。求涂完巧克力后该糖果的体积和表面积。

思路:

所求的糖果并不是一个圆柱,因为厚度均匀为d,那么在顶部会出现圆弧。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

可以看出,中间部分任为圆柱,只是半径变为(r+d),顶部则为一个旋转体(底部同)。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

此图为旋转体的截面图。

体积:

关于x积分,可以看出x的范围是[0,d],对于每个dx,该旋转体都为一个圆,半径为 

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)
Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

其中:

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)
Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

  (此为顶部旋转体体积)

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

表面积:

旋转体表面积公式:

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

,f(x)为半径表达式。

该旋转体 

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)
Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

查积分表:

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 ,所以在定积分[0,d]范围下,其值为 

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 。

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

 。(此为顶部旋转体表面积)

Cylinder Candy(zoj 3866 旋转体体积和表面积)

  。(再加上中间圆柱体侧面积和最顶部和最底部的圆面积)

Code:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long ll;

const double pi = acos(-1);

double r, h, d;

int main()
{
	int T;
	scanf("%d", &T);
	while (T--)
	{
		scanf("%lf%lf%lf", &r, &h, &d);
		double v = 4.0 / 3 * pi*d*d*d + 2 * pi * r*r*d + pi * pi*d*d*r + pi * (r + d)*(r + d)*h;
		double s = 4 * pi*d*d + 2 * d*r*pi*pi + 2 * pi*(d + r)*h + 2 * pi*r*r;
		printf("%.12lf %.12lf\n", v, s);
	}
	return 0;
}
           

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