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Aplicações da Integral Definida Volume de um sólido de revolução Vamos calcular o volume de um sólido T gerado pela rotação em torno do eixo x da região plana R delimitada por y=f(x), onde f(x) é contínua e não negativa em [a,b]. Consideremos um partição de [a,b] dada por a=x0<x1<x2<...<xn=b. Seja ∆xi=xj-xj-1 o comprimento do intervalo [xi-1,xj]. Seja ci∈[xi-1,xi]. Para cada i=1,2,...,n construímos um retângulo Ri , de base ∆xi e altura f(ci). Girando Ri em torno do eixo x obtemos um cilindro cujo volume é dado por: [ ] [ ] 2 2 1 1 ( ) ( ) n n n i i i i i i V f c x f c xπ π = = = ∆ = ∆∑ ∑ A soma dos volumes dos n cilindros nos dá uma aproximação do volume de T: [ ] 2 ( )i if c xπ ∆ Quando n→∞, ∆xi→0 e Vn tende ao volume do sólido T. Definição [ ] 2 max 0 1 lim ( ) i n i i x i V f c xπ ∆ → = = ∆∑ Definição: Seja y=f(x) uma função contínua não negativa em [a,b]. Seja R a região sob o gráfico de a até b. O volume do sólido T, gerado pela revolução de R em torno do eixo dos x é definido por: onde ci∈[xi-1,xi]. Como f é contínua, este limite existe e, pela definição da integral definida temos: [ ] 2 ( ) b a V f x dxπ= ∫ (1) Exemplo A fórmula (1) pode ser generalizada para outras situações: (1) A função f(x) é negativa em alguns pontos de [a,b] [ ] 2 2 | ( ) | ( ) b b a a V f x dx f x dxπ π= =∫ ∫ O sólido de revolução gerado por f(x) é igual ao sólido de revolução gerado pela função |f(x)| Exemplo (2) A região R está entre os gráficos de duas funções f(x) e g(x) de a até b [ ] [ ] [ ] [ ] 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) b b b a a a V f x dx g x dx f x g x dxπ π π = − = − ∫ ∫ ∫ Supondo f(x)≥g(x) para x∈[a,b] temos: Exemplo (3) Ao invés de girar ao redor do eixo dos x, a região R gira em torno do eixo do y [ ] 2 ( ) d c V f y dyπ= ∫ Neste caso temos: Exemplo (3) A rotação se efetua ao redor de uma reta paralela a um dos eixos coordenados - Se o eixo de revolução for a reta y=L temos: [ ] 2 ( ) b a V f x L dxπ= −∫ - Se o eixo de revolução for a reta x=M temos: [ ] 2 ( ) d c V g y M dxπ= −∫ Exemplo
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