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27/04/2016 1 Cálculo de Volume Volume de sólidos de revolução Quando rotacionamos uma região do plano xy em torno de uma reta (o eixo) realizando uma volta completa, o lugar geométrico descrito pelo pontos da região é o que chamamos um sólido de revolução. Fazendo uma região plana girar em torno de uma reta no plano, obtemos um sólido, que e chamado solido de revolução. A reta ao redor da qual a região gira e chamada eixo de revolução. Por exemplo, fazendo a região limitada pelas retas y = 0, y = x e x = 4 girar em torno do eixo dos x, o solido de revolução obtido e um cone. Se o retângulo delimitado pelas retas x = 0, x = 1, y = 0 e y = 3 girar em torno do eixo dos y, obtemos um cilindro . 27/04/2016 2 Método do disco circular e do anel circular Suponhamos que um sólido de revolução é obtido rotacionando-se, em torno do eixo x, uma região R delimitada pela curva y = f(x), sendo f uma função contínua num intervalo [a, b], f(x) ≥ 0, e pelas retas verticais x = a e x = b, como mostra a figura abaixo. Seja y = f(x) uma função continua não negativa em [a, b]. Seja R a região sob o gráfico de f de a ate b. O volume do solido T, gerado pela revolução de R em torno do eixo dos x, e definido por A soma que aparece em é uma soma de Riemann da função [ f(x) ] 2. Como f á contínua, o limite na expressão acima existe, e então, pela definição da integral definida, temos 27/04/2016 3 Exemplo Exercícios 1) Calcule o volume gerado a partir da rotação das funções y = x² e y=x em torno do eixo ox. Exemplo 27/04/2016 4 Suponhamos que um sólido de revolução é obtido, rotacionando em torno do eixo y, uma região R delimitada pela curva x = g(y), sendo f uma função contínua em um intervalo [c, d], g(y) ≥ 0, e pelas retas horizontais y = c e y = d. Neste caso, temos Exemplo A região limitada pela parábola cúbica y = x 3, pelo eixo dos y e pela reta y = 8, gira em torno do eixo dos y. Determinar o volume do sólido de revolução obtido. Resolução 27/04/2016 5 Quando 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 Se o eixo de revolução for a reta x = M , temos Exemplo Determinar o volume do sólido gerado pela y = 4, da região limitada por y = 1/x , y = 4 e x = 4 . Resolução 27/04/2016 6 Exercícios Resolução 1. 27/04/2016 7 3. Integral Imprópia Integral imprópria Nem sempre uma integral desse tipo representa um número real, ou seja, nem sempre uma integral imprópria existe. Quando a integral imprópria existe, dizemos que ela converge, caso contrário dizemos que diverge. O valor da integral imprópria é calculado usando a generalização do conceito da integral definida. Uma integral é dita imprópria quando o intervalo de integração não é finito ou quando a função não é limitada. Integral imprópria 27/04/2016 8 Integral imprópria com intervalo infinito Isto quer dizer que : Se o resultado é um número real diz-se que a integral imprópria converge. Se o limite não existe ou é infinito, diz-se que a integral imprópria diverge. Integral imprópria com intervalo infinito Exemplo 27/04/2016 9 Exemplos Determine os resultados das seguintes integrais impróprias Integral imprópria com intervalo infinito Integral imprópria com intervalo infinito 27/04/2016 10 Exemplo Estude a convergência da integral Resolução 27/04/2016 11 Resolução