Encuentre el volumen del sólido resultante de revólver la región limitada por las curvas \( y=x^{2} \) y \( y=4 \) a través del eje X entre \( x= -2 \) y \( x= 2 \).
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Solución
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Para encontrar el volumen del sólido resultante al revolver la región limitada por las curvas \( y=x^{2} \) y \( y=4 \) alrededor del eje X, utilizamos el método de discos. La fórmula para el volumen de revolución es: \[ V = \pi \int_{a}^{b} (R^2 - r^2) \, dx \] Aquí, \( R \) es la función superior (\( y=4 \)) y \( r \) es la función inferior (\( y=x^2 \)), así que el volumen se calcula de la siguiente manera: \[ V = \pi \int_{-2}^{2} (4^2 - (x^2)^2) \, dx = \pi \int_{-2}^{2} (16 - x^4) \, dx \] Calculamos la integral: \[ V = \pi \left[ 16x - \frac{x^5}{5} \right]_{-2}^{2} \] Evaluamos en los límites: 1. Para \( x = 2 \): \[ 16(2) - \frac{(2)^5}{5} = 32 - \frac{32}{5} = 32 - 6.4 = 25.6 \] 2. Para \( x = -2 \): \[ 16(-2) - \frac{(-2)^5}{5} = -32 + \frac{32}{5} = -32 + 6.4 = -25.6 \] Restando los dos resultados: \[ 25.6 - (-25.6) = 25.6 + 25.6 = 51.2 \] Por lo tanto, el volumen es: \[ V = \pi (51.2) = 51.2\pi \] El volumen del sólido resultante es \( 51.2\pi \) unidades cúbicas.