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El volumen del solido de revolución generado por el giro de la región limitada por \( y=2\left(12-x^{2}\right) \) y \( y=2\left(x^{2}+4\right) \) alrededor de la recta \( y=-2 \) es: cúbicas.

Ask by Ramirez Hall. in Colombia
Jan 27,2025

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Answer

El volumen del sólido de revolución es \( 1536\pi \) unidades cúbicas.

Solution

Para calcular el volumen del sólido de revolución generado al girar la región limitada por las funciones \( y = 2(12 - x^2) \) y \( y = 2(x^2 + 4) \) alrededor de la recta \( y = -2 \), seguiremos estos pasos: 1. **Encontrar los puntos de intersección:** Igualamos las dos funciones para encontrar los valores de \( x \) donde se intersectan: \[ 2(12 - x^2) = 2(x^2 + 4) \\ 24 - 2x^2 = 2x^2 + 8 \\ 24 - 8 = 4x^2 \\ 16 = 4x^2 \\ x^2 = 4 \\ x = \pm 2 \] 2. **Determinar las radios exterior e interior:** Al girar alrededor de \( y = -2 \), los radios se calculan como sigue: - Radio exterior (\( R \)) desde \( y = -2 \) hasta \( y = 24 - 2x^2 \): \[ R = (24 - 2x^2) - (-2) = 26 - 2x^2 \] - Radio interior (\( r \)) desde \( y = -2 \) hasta \( y = 2x^2 + 8 \): \[ r = (2x^2 + 8) - (-2) = 2x^2 + 10 \] 3. **Aplicar el método de los discos (o arandelas):** El volumen \( V \) se calcula mediante la integral: \[ V = \pi \int_{-2}^{2} \left[ (26 - 2x^2)^2 - (2x^2 + 10)^2 \right] dx \] Debido a la simetría de la región, podemos simplificar la integral: \[ V = 2\pi \int_{0}^{2} (576 - 144x^2) \, dx \] 4. **Calcular la integral:** \[ V = 2\pi \left[ 576x - 48x^3 \right]_0^2 \\ V = 2\pi \left[ 576(2) - 48(2)^3 \right] \\ V = 2\pi [1152 - 384] \\ V = 2\pi \times 768 \\ V = 1536\pi \] **Respuesta Final:** El volumen del sólido de revolución es \( 1536\pi \) unidades cúbicas.

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Para calcular el volumen del sólido de revolución, se puede usar el método de los discos o anillos. Primero, identificamos la región entre las curvas \( y=2(12-x^{2}) \) y \( y=2(x^{2}+4) \). Para comenzar, debemos encontrar los puntos de intersección. Iguales las dos funciones: \[ 2(12-x^{2}) = 2(x^{2}+4) \Rightarrow 12 - x^{2} = x^{2} + 4 \Rightarrow 8 = 2x^{2} \Rightarrow x^{2} = 4 \Rightarrow x = -2, 2. \] La región está limitada por \( x = -2 \) y \( x = 2 \). Ahora, utilizando el método de los anillos, el volumen \( V \) se puede calcular usando la integral: \[ V = \pi \int_{-2}^{2} \left[(2(12-x^2) + 2)^2 - (2(x^2 + 4) + 2)^2\right] \, dx. \] Así que, calculando la integral, obtendremos el volumen del sólido de revolución. Te animo a que lo resuelvas como ejercicio y descubras el volumen en unidades cúbicas. ¡Diviértete con las matemáticas!

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