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Sólidos de revolução são gerados pela rotação de funções em torno dos eixos principais, x e y, ou em torno de qualquer eixo imaginário criado no pl...

Sólidos de revolução são gerados pela rotação de funções em torno dos eixos principais, x e y, ou em torno de qualquer eixo imaginário criado no plano cartesiano bidimensional ortogonal. Ao realizar a rotação da função em torno de algum desses eixos, passamos a ter um volume, que é uma estrutura tridimensional, e portanto, ao rotacionar uma função no plano bidimensional, automaticamente cria-se um terceiro eixo, que será ortogonal simultaneamente aos dois primeiros. Assim, quando rotacionamos a função f(x)=x2 em torno do eixo y, geramos uma função y=f(x,z)=x2 +y2 que nada mais é do que uma superfície quadrática (em geral vista ainda no Ensino Médico). Calcule o volume do sólido de revolução gerado pela rotação da função f(x)=x2 em torno do eixo y, no intervalo e assinale a alternativa que expressa esse resultado.

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Para calcular o volume do sólido de revolução gerado pela rotação da função f(x) = x² em torno do eixo y, podemos utilizar o método de discos ou de cascas cilíndricas. Método de discos: - Dividir o intervalo [a, b] em n subintervalos de largura Δx = (b - a) / 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 * f(xi)² - Somar as áreas de todos os discos: A = Σ Ai - Calcular o volume do sólido de revolução: V = A * Δx Método de cascas cilíndricas: - Dividir o intervalo [a, b] em n subintervalos de largura Δx = (b - a) / n - Para cada subintervalo, escolher um ponto xi e calcular a altura da casca cilíndrica gerada pela rotação da função em torno do eixo y: hi = f(xi) - Calcular o raio da casca cilíndrica: ri = xi - Calcular a área da superfície lateral da casca cilíndrica: Ai = 2π * ri * hi - Somar as áreas de todas as cascas cilíndricas: A = Σ Ai - Calcular o volume do sólido de revolução: V = A * Δx Aplicando o método de discos, temos: - Δx = (2 - 0) / n = 2/n - xi = i * Δx = 2i/n - Ai = π * f(xi)² = π * (2i/n)² = 4π * i² / n² - A = Σ Ai = Σ 4π * i² / n² = 4π / n² * Σ i² - Σ i² = n * (n + 1) * (2n + 1) / 6 (soma dos quadrados dos primeiros n números naturais) - A = 4π / n² * n * (n + 1) * (2n + 1) / 6 = 4π / 3 * (n + 1) * (2n + 1) / n - V = A * Δx = 4π / 3 * (n + 1) * (2n + 1) / n * 2/n = 8π / 3 * (n + 1) * (2n + 1) / n² Assim, o volume do sólido de revolução gerado pela rotação da função f(x) = x² em torno do eixo y, no intervalo [0, 2], é dado por 8π / 3 * (n + 1) * (2n + 1) / n². A alternativa correta depende das opções apresentadas no exercício.

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