Một khối cầu có bán kính là \(5\left( {{\rm{dm}}} \right)\), người ta cắt bỏ hai phần của khối cầu bằng hai mặt phẳng song song cùng vuông góc đường kính và cách tâm một khoảng \(3\left( {{\rm{dm}}} \right)\) để làm một chiếc lu đựng nước. Tính thể tích nước mà chiếc lu chứa được ( quy tròn đến hàng đơn vị của decimét khối).

Gọi \(S\) là diện tích hình phẳng \(\left( H \right)\). Lúc dó \(S = 2{S_1} + 2{S_2}\), trong đó \({S_1}\) là diện tích phần gạch sọc ở bên phải \(Oy\) và \({S_2}\) là diện tích phần gạch ca rô trong hình vẽ bên.

Gọi\(A,\)\(B\) là các giao diếm có hoành độ dương của đường thẳng \(y = k\) và đồ thị hàm số\(y = \left| {{x^2} - 1} \right|\), trong đó \(A\left( {\sqrt {1 - k} ;k} \right)\) và \(B\left( {\sqrt {1 + k} ;k} \right)\).

Thco yêu cầu bài toán \(S = 2 \cdot 2{S_1} \Leftrightarrow {S_1} = {S_2}\).

\( \Leftrightarrow \int\limits_0^{\sqrt {1 - k} } {\left( {1 - {x^2} - k} \right){\rm{d}}x} {\rm{\;}} = \int\limits_{\sqrt {1 - k} }^1 {\left( {k - 1 - {x^2}} \right){\rm{d}}x}  + \int\limits_1^{\sqrt {1 + k} } {\left( {k - {x^2} + 1} \right){\rm{d}}x} \).

\( \Leftrightarrow {\rm{\;}}\left( {1 - k} \right)\sqrt {1 - k}  - \frac{1}{3}\left( {1 - k} \right)\sqrt {1 - k}  = \frac{1}{3} - \left( {1 - k} \right) - \frac{1}{3}\left( {1 - k} \right)\sqrt {1 - k} \).

\( + \left( {1 - k} \right)\sqrt {1 - k}  + \left( {1 + k} \right)\sqrt {1 + k}  - \frac{1}{3}\left( {1 + k} \right)\sqrt {1 + k}  - \left( {1 + k} \right) + \frac{1}{3}\).

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow {\rm{\;}}\frac{2}{3}\left( {1 + k} \right)\sqrt {1 + k}  = \frac{4}{3}\\ \Leftrightarrow {\left( {\sqrt {1 + k} } \right)^3} = 2\\ \Leftrightarrow k = \sqrt[3]{4} - 1 = \sqrt[m]{n} - p\end{array}\).