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ESTÁCIO
Determine o volume do sólido gerado pela rotação, em torno do eixo y, do conjunto de pontos formados pela função g(x) = 2x6 e o eixo x, para
0

x

2
.


128
π


64
π


76
π


32
π


16
π
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Marcello Bocacio

há 2 anos

Respostas

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há 7 meses

Para determinar o volume do sólido gerado pela rotação da função \( g(x) = 2x^6 \) em torno do eixo \( y \) no intervalo \( 0 \leq x \leq 2 \), utilizamos o método dos discos ou anéis. A fórmula para o volume \( V \) gerado pela rotação em torno do eixo \( y \) é dada por: \[ V = \pi \int_{a}^{b} [f(x)]^2 \, dx \] Neste caso, precisamos expressar \( x \) em função de \( y \). Primeiro, isolamos \( x \) na função: \[ y = 2x^6 \implies x = \left(\frac{y}{2}\right)^{1/6} \] Agora, precisamos encontrar os limites de integração. Quando \( x = 0 \), \( y = 0 \) e quando \( x = 2 \): \[ y = 2(2^6) = 2 \cdot 64 = 128 \] Portanto, os limites de integração são de \( 0 \) a \( 128 \). Agora, substituímos na fórmula do volume: \[ V = \pi \int_{0}^{128} \left(\left(\frac{y}{2}\right)^{1/6}\right)^2 \, dy \] Simplificando: \[ V = \pi \int_{0}^{128} \left(\frac{y}{2}\right)^{1/3} \, dy = \pi \int_{0}^{128} \frac{y^{1/3}}{2^{1/3}} \, dy \] \[ = \frac{\pi}{2^{1/3}} \int_{0}^{128} y^{1/3} \, dy \] Calculando a integral: \[ \int y^{1/3} \, dy = \frac{y^{4/3}}{4/3} = \frac{3}{4} y^{4/3} \] Agora, avaliamos de \( 0 \) a \( 128 \): \[ = \frac{3}{4} \left[ 128^{4/3} - 0 \right] = \frac{3}{4} \cdot 128^{4/3} \] Sabendo que \( 128 = 2^7 \), temos: \[ 128^{4/3} = (2^7)^{4/3} = 2^{28/3} = 2^{9 + 1/3} = 512 \cdot 2^{1/3} \] Portanto: \[ = \frac{3}{4} \cdot 512 \cdot 2^{1/3} = 384 \cdot 2^{1/3} \] Substituindo de volta na fórmula do volume: \[ V = \frac{\pi}{2^{1/3}} \cdot 384 \cdot 2^{1/3} = 384\pi \] Por fim, como \( 384 = 128 \cdot 3 \), o volume é: \[ V = 128\pi \] Assim, a resposta correta é: 128π.

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há 2 anos

Para determinar o volume do sólido gerado pela rotação da função g(x) = 2x^6 em torno do eixo y, podemos utilizar o método dos discos ou método da casca cilíndrica. Método dos discos: - Dividir o intervalo [0, 2] em n subintervalos de largura Δx = (2-0)/n - Para cada subintervalo, escolher um ponto xi e calcular a área do disco gerado pela rotação da função em torno do eixo y: Ai = π(g(xi))^2 - Somar as áreas de todos os discos: A = ΣAi - O volume do sólido é dado por V = AΔx Aplicando o método dos discos, temos: - Δx = (2-0)/n = 2/n - xi = iΔx = 2i/n - Ai = π(g(xi))^2 = π(2(2i/n)^6)^2 = 2^13πi^12/n^12 - A = ΣAi = Σ2^13πi^12/n^12 = 2^13π/n^12 Σi^12 - Σi^12 é a soma dos quadrados dos primeiros n números naturais elevados a 12. Essa soma pode ser calculada por meio de uma fórmula matemática, mas para n=2 temos Σi^12 = 1^12 + 2^12 = 1 + 4096 = 4097. - A = 2^13π/n^12 Σi^12 = 2^13π/2^12 * 4097 = 64π - V = AΔx = 64π * 2/n = 128π/n Portanto, o volume do sólido gerado pela rotação da função g(x) = 2x^6 em torno do eixo y, para 0 ≤ x ≤ 2, é dado por 128π/n. Como não foi especificado o valor de n, não podemos determinar o valor exato do volume.

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