Volume do sólido s

Cálculo Cálculo I Ensino Superior (Cálculo Diferencial e Integral) Integral

Considere a região D = {(x, y) ? R2: (0 ? x ? 1) ? (x^2 ? y ? x)} de R2.

Calcular o Volume quando roda em torno do Eixo X e calcular quando roda em torno de Y

 

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Alberto perguntou há 4 anos

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Professor David C.
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Considere a região

D=\{ (x,y)\in \mathbb{R}^2 \mid 0\leq x \leq 1; \, x^2 \leq y \leq x \} \subseteq \mathbb{R}^2

Calcular o volume quando roda em torno do Eixo X e calcular quando roda em torno de Y.

Solução:

  • Rotação em torno ao eixo X:

Sejam f(x)=x2 e g(x) = x, com x em [0,1]. Note que se 0 <= x <= 1:

x^2 \leq x, \, \forall x\in [0,1]

f(x)\leq g(x), \, \forall x\in [0,1]

Então o volume é

V=\pi \int_{0}^{1} [(g(x))^2 -(f(x))^2]dx

V=\pi \int_{0}^{1} [(x)^2 -(x^2)^2]dx

V=\pi \int_{0}^{1} [x^2-x^4]dx

V=\pi \left[\dfrac{x^3}{3}-\dfrac{x^5}{5} \right]_0^1= \pi \left(\dfrac{1}{3}-\dfrac{1}{5} \right)

V = \frac{2}{15}\pi \,\, (unidades^3)

 

  • Rotação em torno ao eixo Y:

Sejam f(x)=x2 e g(x) = x, com x em [0,1]. Note que se 0 <= x <= 1:

x^2 \leq x, \, \forall x\in [0,1]

f(x)\leq g(x), \, \forall x\in [0,1]

Então o volume é

V=2\pi \int_{0}^{1} x [g(x)-f(x)]dx

V=2\pi \int_0^1 x[x-x^2]dx

V=2\pi \int_0^1 (x^2-x^3)dx

V=2\pi \left[\dfrac{x^3}{3}-\dfrac{x^4}{4} \right]_0^1 = 2\pi \left(\dfrac{1}{3}-\dfrac{1}{4} \right)

V=\frac{1}{6}\pi \,\, (unidades^3)

 

Para mais informação:

asesor.matematica.1990@gmail.com

Whatsapp: (11) 994414817

 

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Professor André M.
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Respondeu há 4 anos

Olá Alberto.

Primeiramente, é importante saber a fórmula para cálculo de volume de sólidos de revolulção:

V=pi int[f(x)]² dx

Nesse caso, temos duas situações diferentes, com eixo de rotação em x e em y.

Precisamos definir a função f(x) para cada situação com base na região descrita.

Eixo x: f(x)=x-x²

Eixo y: f(y)=(raiz y) - y

 

Agora precisamos definir os limites de integração para cada caso:

Eixo x: 0<x<1

Eixo y: 0<y<1

 

Calcular as integrais:

V=pi int[x-x²]² dx (variando de 0 a 1)

V=pi int[raiz(y) - y]² dy (variando de 0 a 1)

 

Resolvendo a primeira:

V=pi int[x-x²]² dx =pi int x²-2x³+x4 dx = pi[(x³/3) - (2x4/4) + (x5/5)] (calculado de 0 a 1) = pi[1/3 - 1/2 + 1/5] = pi/30

Resolvendo a segunda:

V=pi int[(raiz y) - y]² dy =pi int y²+y-2y(raiz y) dy = pi [(y³/3) + (y2/2) + (2y5/2/(5/2))] (calculado de 0 a 1) = pi [1/3 + 1/2 - 4/5] = pi/30

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