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[Risolto] Volumi con gli integrali

  

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Tra le parabole con asse parallelo all'asse $y$ che intersecano l'asse $x$ nei due punti $O(0,0)$ e $A(4,0)$, determina:
a. la parabola $\gamma_1$ che passa per il punto $(2,4)$;
b. la parabola $\gamma_2$ che passa per il punto $(2,2)$.

Considera la regione di piano limitata dai grafici di $\gamma_1 \mathrm{e} \gamma_2$. Determina il volume del solido ottenuto dalla rotazione di questa regione di piano intorno all'asse $x$.

$$
\left[\text { a. } \gamma_1: y=-x^2+4 x ; \text { b. } \gamma_2: y=-\frac{1}{2} x^2+2 x ; \text { volume }=\frac{128 \pi}{5}\right]
$$

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Spiegare gentilmente i passaggi e argomentare.

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Le parabole passano per O e quindi la loro equazione é del tipo y = a x^2 + b x

con 0 = a * 16 + b * 4 =>   4b = -16 a =>  b = - 4a

y = a x^2 - 4 a x

 

Y1     :   4 = 4a - 8a =>  - 4a = 4 => a = -1 =>  y = -x^2 + 4x

Y2     :   2 = 4a - 8a =>  - 4a = 2 =>  a = -1/2 => y = -1/2 x^2 + 2x

 

Uno dei punti comuni é O.

L'altro si ottiene risolvendo

 

- x^2 + 4x = -1/2 x^2 + 2x

- 1/2 x = - 2

x = 4

Si può osservare che Y1 é sempre "sopra" Y2 nell'intervallo [0,4].

Questo é il grafico.

https://www.desmos.com/calculator/4svzgrm8f7

ed il volume richiesto si calcola per differenza con il metodo dei dischi.

 

V = pi S_[0,4] [ (-x^2 + 4x)^2 - (-1/2 x^2 + 2x)^2 ] dx =

= pi S_[0,4] [ x^4 - 8x^3 + 16 x^2 - 1/4 x^4 + 2x^3 - 4 x^2 ] dx =

= pi S_[0,4] [ 3/4 x^4 - 6 x^3 + 12 x^2 ] dx =

= pi [ 3/4 * x^5/5 - 6 x^4/4 + 12 x^3/3 ]_[0,4]

= pi [ 3/20 x^5 - 3/2 x^4 + 4 x^3 ]_(x=4) =

= pi [ 3/20 * 4^5 - 3/2 * 4^4 + 4 * 4^3 ] =

= pi * 4^3 * [ 3/20 * 4^2 - 3/2 * 4 + 4 ] =

= 64 pi [ 3/20 * 16 - 6 + 4 ] =

= 64 pi [ 12/5 - 2 ] =

= 64 pi * 2/5 =

= 128/5 pi    unità cubiche.



Risposta
SOS Matematica

4.6
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