Поверхнею обертання називається поверхня, утворена обертанням плоскої лінії навколо прямої, що знаходиться у тій же самій площині. Пряма, навколо якої відбувається обертання, називається віссю обертання.
Рис. 47.1
Розглянемо криву , яка в системі координат знаходиться у площині і задається рівнянням
Знайдемо рівняння поверхні, що утворюється обертанням цієї кривої навколо осі (Рис.47.1). Розглянемо довільну точку поверхні . Через цю точку проведемо площину, перпендикулярну до осі . Нехай - точка перетину цієї площини з віссю , а - точка перетину з кривою . Тоді , а . Але , як радіуси одного кола. Отже, координати точки дорівнюють і оскільки точка належить кривій , то мають задовольняти рівняння:
Таким чином, є рівнянням розглянутої поверхні обертання. Аналогічно отримується рівняння поверхні, що утворюється обертанням кривої навколо осі
Коли лінія знаходиться у площині і її рівняння
то рівняння поверхні, утвореної обертанням цієї лінії навколо осі має вигляд:
Розглянемо поверхні, що утворюються при обертанні кривих другого порядку, заданих канонічними рівняннями.
1. Еліпсоїд обертання.
Нехай еліпс, що знаходиться у площині , задається рівнянням
і обертається навколо осі (Рис. 47.2)
Рис. 47.2
Утворена при цьому поверхня називається еліпсоїдом обертання і має рівняння (див.)
2. Однопорожнинний гіперболоїд обертання
Візьмемо у площині гіперболу
і здійснимо її обертання навколо осі (Рис. 47.3)
Рис. 47.3
Утворена при цьому поверхня називається однопорожнинним гіперболоїдом обертання і має рівняння
3. Двопорожнинний гіперболоїд обертання
Якщо цю саму гіперболу обертати навколо осі , то отримаємо поверхню, яка називається двопорожнинним гіперболоїдом обертання (Рис. 47.4) і згідно з визначається рівнянням
або
Рис. 47.4
4. Параболоїд обертання.
Нехай парабола
Рис. 47.5
обертається навколо осі (Рис. 47.5). Утворена поверхня називається параболоїдом обертання і визначається рівнянням