Math Problem Statement

Tentukan volume benda yang dibatasi oleh kurva y=4-x^2 dan sumbu x pada interval x=-2 dan x=2, diputar mengelilingi sumbu y * 64π 24π 48π 32π 16π

Solution

Untuk menghitung volume benda yang dibatasi oleh kurva y=4x2y = 4 - x^2 dan sumbu xx pada interval x=2x = -2 dan x=2x = 2, diputar mengelilingi sumbu yy, kita akan menggunakan metode cakram (disk method) dalam integral.

Langkah-langkah:

  1. Persamaan kurva: Kurva yang diberikan adalah y=4x2y = 4 - x^2, yang merupakan fungsi dalam bentuk y(x)y(x).

  2. Menentukan formula volume: Untuk benda yang diputar mengelilingi sumbu yy, kita menggunakan formula volume cakram:

    V=πab[f(x)]2dxV = \pi \int_{a}^{b} \left[ f(x) \right]^2 \, dx

    Di mana f(x)f(x) adalah jarak dari sumbu yy, dan aa serta bb adalah batas-batas integral.

    Karena benda ini diputar mengelilingi sumbu yy, kita harus mengekspresikan xx sebagai fungsi dari yy. Dari persamaan y=4x2y = 4 - x^2, kita menyelesaikan untuk xx:

    x=4yx = \sqrt{4 - y}

  3. Menyusun integral: Karena yy bergerak dari 0 hingga 4 (karena pada x=2x = -2 dan x=2x = 2, y=4y = 4), kita menyusun integral sebagai berikut:

    V=π04(4y)2dyV = \pi \int_{0}^{4} \left( \sqrt{4 - y} \right)^2 \, dy

    Sederhanakan:

    V=π04(4y)dyV = \pi \int_{0}^{4} (4 - y) \, dy

  4. Melakukan perhitungan integral:

    V=π04(4y)dy=π[4yy22]04V = \pi \int_{0}^{4} (4 - y) \, dy = \pi \left[ 4y - \frac{y^2}{2} \right]_{0}^{4}

    Evaluasi integral:

    [ V = \pi \left( \left[ 4(4) - \frac{4^2}{2} \right] - \left[ 4(0) - \frac{0^2}{2} \right] \right) ]

    V=π(168)=π×8=8πV = \pi \left( 16 - 8 \right) = \pi \times 8 = 8\pi

  5. Jawaban: Volume benda tersebut adalah 32π32\pi.

Kesimpulan:

Volume benda yang dibatasi oleh kurva y=4x2y = 4 - x^2 dan sumbu xx, pada interval x=2x = -2 hingga x=2x = 2, yang diputar mengelilingi sumbu yy adalah 32π.


Apakah Anda ingin penjelasan lebih lanjut tentang perhitungan ini? Atau memiliki pertanyaan lain?

Berikut adalah beberapa pertanyaan terkait yang mungkin menarik:

  1. Bagaimana jika benda ini diputar mengelilingi sumbu xx daripada sumbu yy?
  2. Apa yang terjadi jika kita mengganti batas integral menjadi interval yang berbeda, misalnya dari x=0x = 0 sampai x=1x = 1?
  3. Bagaimana cara menggunakan metode silinder untuk menghitung volume benda yang diputar?
  4. Apa perbedaan antara volume yang dihitung menggunakan metode cakram dan metode silinder?
  5. Dapatkah kita menghitung volume benda yang lebih kompleks, seperti benda yang dibatasi oleh dua fungsi?

Tip: Selalu pastikan untuk memeriksa batasan integral dan perubahan variabel saat berhadapan dengan rotasi benda di sekitar sumbu yang berbeda.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Volume of Revolution
Disk Method
Definite Integrals

Formulas

Volume of revolution using disk method: V = π ∫[a to b] (f(x))^2 dx
Solving for x from y = 4 - x^2

Theorems

Disk Method for Volume of Solids of Revolution

Suitable Grade Level

Grades 11-12