Matematik

Rumfang af omdrejningslegeme

09. januar 2013 af mathbj (Slettet) - Niveau: A-niveau

Jeg er blevet stilt følgende opgave, som jeg ikke kan finde en løsning til:

"Bestem rumfanget af det omdrejningslegeme, der fremkommer, når det drejes 360 grader om koordinatsystemets førsteakse."

f(x) = x2 - 4x + 7 = ∫((-1/3)x3 + 3x2 - x)

og

g(x) = -x2 + 6x - 1 = ∫((1/3)x3 - 2x2 + 7x) 

Arealet er afgrænset fra x = 1 til x = 4.

Jeg ved godt hvordan man finder arealet mellem de to grafer, men ikke det rumfang, der fremkommer når de to grafer drejes 360 grader. Kan nogen være så venlig at fortælle mig hvordan man gør?


Brugbart svar (0)

Svar #1
09. januar 2013 af SuneChr

Rumfangsformlen ser nu altså sådan ud, når der drejes om x-aksen:

Er legemet begrænset af to forskellige kurveflader, skal der subtraheres på passende vis.


Svar #2
09. januar 2013 af mathbj (Slettet)

Ja, det ved jeg, men det kan jeg ikke rigtigt kommer videre med alligevel!!!


Brugbart svar (0)

Svar #3
09. januar 2013 af SuneChr

Beregn først

og dernæst 

og træk de to resultater fra hinanden. Der kan evt. reduceres til kun at integrere én reduceret funktion, idet grænserne og π er ens for de to integraler.


Brugbart svar (0)

Svar #4
09. januar 2013 af SuneChr

Måske vi er enige?

Volumen, V , af omdrejningslegemet =

311 < V < 312


Svar #5
09. januar 2013 af mathbj (Slettet)

Det kan jeg slet ikke forstå, men jeg kan eventuelt finde et svar et andet sted.


Brugbart svar (0)

Svar #6
09. januar 2013 af SuneChr

Det forventes, at man kan kvadrere en tre-leddet størrelse; benytte differencen mellem to bestemte integraler med samme grænser og samme foranstående konstant. Derudover sætte yderligere en fælles faktor uden for det endelige integraltegn.


Brugbart svar (0)

Svar #7
09. januar 2013 af mathon

da
                        g(x)≥f(x)  for x∈[1;4]

gælder
                        Vx = π•14 g2(x)dx  -  π•14 f2(x)dx

                        Vx = π•14 (x4-12x3+38x2-12x+1)dx  -  π•14 (x4-8x3+30x2-56x+49))dx

                        Vx = -4π•14 (x3-2x2-11x+12)dx

                        Vx = 4π•41 (x3-2x2-11x+12)dx

                        Vx = 4π•[(1/4)x4 - (2/3)x3 - (11/2)x2 + 12x]41

                        Vx = 4π•((1/4)•14 - (2/3)•13 - (11/2)•12 + 12•1  -  ((1/4)•44 - (2/3)•43 - (11/2)•42 + 12•4))

                        Vx = 4π•((73/12)  -  (-56/3)) = 4π•((73/12)  +  (224/12))

                        Vx = 4π•(297/12)

                        Vx = 99π

                                               


Brugbart svar (0)

Svar #8
10. januar 2013 af SuneChr

# 6  Vi har

og

Prøv nu selv at regne det igennem frem for at flygte fra tråden. Vi, # 7 og # 8,  gør os faktisk ulejlighed med at hjælpe både dig og andre.


Brugbart svar (0)

Svar #9
10. januar 2013 af Andersen11 (Slettet)

Der er forskellige småkneb, der kan benyttes undervejs for at lette beregningen af Vx . Således har man

Vx / π = 14 g(x)2 dx - 14 f(x)2 dx

           = 14 (g(x)2 - f(x)2) dx

           = 14 (g(x) + f(x))·(g(x) - f(x)) dx

           = 14 (2x + 6)·(-2x2 +10x -8) dx

           = -4 · 14 (x+3)·(x-1)·(x-4) dx

           = -4 · 03 (u+4)·u·(u-3) du

           = -4 · 03 (u3 + u2 -12u) du

           = -4 · [u4/4 + u3/3 -6u2]30

           = 24·32 -4·32 -34

           = 32·(24 -4 -9)

           = 9·11

           = 99

Det ændrer på ingen måde de ovenstående resultater.


Svar #10
10. januar 2013 af mathbj (Slettet)

Men for eksempel svar 7, så ser det for mig ud til at der optræder nogle helt andre konstanter i de forskellige led, bl.a. i Vx = π•1∫4 (x4-12x3+38x2-12x+1)dx  -  π•1∫4 (x4-8x3+30x2-56x+49))dx, nogen tal som jeg slet ikke har med i min opgave?


Brugbart svar (0)

Svar #11
10. januar 2013 af mathon

     (1/4)•14   --->   (1/4)•14


Svar #12
10. januar 2013 af mathbj (Slettet)

Ok, nu tror jeg nok at jeg kan se ideen. Tak for hjælpen!


Skriv et svar til: Rumfang af omdrejningslegeme

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.