Ilova A.6: Maydon va hajm formulalari
Ushbu bo'limda biz ikkita egri chiziq orasidagi maydonni va aylanish jismining hajmini olish uchun ishlatiladigan formulalarni olamiz.
Ikki egri chiziq orasidagi maydon
Biz \(\left[ {a,b} \right]\) oralig'ida \(y = f\left( x \right)\) va \(y = g\left( x \right)\) orasidagi maydonni aniqlash formulasidan boshlaymiz. Shuningdek, biz \(f\left( x \right) \ge g\left( x \right)\) ni \(\left[ {a,b} \right]\) da deb hisoblaymiz.
Endi biz buni ko'rib chiqqanimizdek davom etamiz Hudud muammosi Integrallar bo'limida. Biz avval intervalni \(n\) har birining uzunligi bo'lgan teng subintervallarga ajratamiz,
\[\Delta x = \frac{{b - a}}{n}\]Keyin, har bir kichik intervalda, \(x_i^*\) nuqtani tanlang va keyin har bir intervalda to'rtburchaklardan quyidagi tarzda foydalanishimiz mumkin.

Ushbu to'rtburchaklarning har birining balandligi quyidagicha ifodalanadi:
\[f\left( {x_i^*} \right) - g\left( {x_i^*} \right)\]va har bir to'rtburchakning maydoni u holda,
\[\left( {f\left( {x_i^*} \right) - g\left( {x_i^*} \right)} \right)\Delta x\]Shunday qilib, ikkita egri chiziq orasidagi maydon quyidagicha taxmin qilinadi:
\[A \approx \sum\limits_{i = 1}^n {\left( {f\left( {x_i^*} \right) - g\left( {x_i^*} \right)} \right)\Delta x} \]Aniq maydon,
\[A = \mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \sum\limits_{i = 1}^n {\left( {f\left( {x_i^*} \right) - g\left( {x_i^*} \right)} \right)\Delta x} \]Endi eslatib o'tamiz aniq integralning ta'rifi bu boshqa narsa emas,
\[A = \int_{{\,a}}^{{\,b}}{{f\left( x \right) - g\left( x \right)\,dx}}\]Yuqoridagi formula ikkita funktsiya \(y = f\left( x \right)\) va \(y = g\left( x \right)\) shaklida bo'lganda ishlaydi. Biroq, barcha funktsiyalar bu shaklda emas.
Ba'zan biz \(\left[ {c,d} \right]\) oralig'ida \(x = f\left( y \right)\) va \(x = g\left( y \right)\) o'rtasidagi ko'rinishdagi funktsiyalar bilan ishlashga majbur bo'lamiz (\(y\) qiymatlari oralig'i ...). Bu sodir bo'lganda, hosila bir xil bo'ladi. Avval biz \(\left[ {c,d} \right]\) da \(f\left( y \right) \ge g\left( y \right)\) deb faraz qilishdan boshlaymiz. Keyin biz intervalni teng subintervallarga bo'lishimiz va bu intervallarning har birida to'rtburchaklar qurishimiz mumkin. Mana bu holatning eskizi.

Yuqoridagi ishlardan so'ng, biz hudud uchun quyidagilarga erishamiz:
\[A = \int_{{\,c}}^{{\,d}}{{f\left( y \right) - g\left( y \right)\,dy}}\]Shunday qilib, funktsiyalar qanday shaklda bo'lishidan qat'i nazar, biz asosan bir xil formuladan foydalanamiz.
Solid of Revolution uchun jildlar
Buning formulasini olishdan oldin, ehtimol, birinchi navbatda, inqilobning qattiqligi nima ekanligini aniqlab olishimiz kerak. Qattiq inqilobni olish uchun biz \(\left[ {a,b} \right]\) oralig'ida \(y = f\left( x \right)\) funksiyasidan boshlaymiz.

Keyin bu egri chiziqni ma'lum o'q bo'ylab aylantiramiz va inqilobning qattiq yuzasini olamiz. Ushbu hosila uchun keling, egri chiziqni \(x\) o'qi atrofida aylantiramiz. Buni bajarish quyidagi uch o'lchovli hududni beradi.

Biz ushbu ob'ektning ichki qismining hajmini aniqlamoqchimiz. Buning uchun biz ikkita egri chiziq orasidagi maydon uchun qilganimizdek harakat qilamiz. Biz avval intervalni \(n\) kenglik subintervallariga ajratamiz,
\[\Delta x = \frac{{b - a}}{n}\]Keyin har bir subintervaldan \(x_i^*\) nuqtani tanlaymiz.
Endi, ikkita egri chiziq orasidagi maydonda biz har bir subintervalda to'rtburchaklar yordamida maydonni yaqinlashtirdik. Hajmlar uchun biz maydonni taxmin qilish uchun har bir subintervalda disklardan foydalanamiz. Har bir diskning yuzining maydoni \(A\left( {x_i^*} \right)\) tomonidan berilgan va har bir diskning hajmi
\[{V_i} = A\left( {x_i^*} \right)\Delta x\]Mana buning eskizi,

Mintaqaning hajmini quyidagicha taxmin qilish mumkin:
\[V \approx \sum\limits_{i = 1}^n {A\left( {x_i^*} \right)\Delta x} \]Shunda aniq hajm,
\[\begin{align*}V & = \mathop {\lim }\limits_{n \to \infty } \sum\limits_{i = 1}^n {A\left( {x_i^*} \right)\Delta x} \\ & = \int_{{\,a}}^{{\,b}}{{A\left( x \right)\,dx}}\end{align*}\]Shunday qilib, bu holda hajm har qanday \(x\), \(A\left( x \right)\) da kesma maydonining integrali bo'ladi. Shuni ham yodda tutingki, bu holda kesma maydoni aylana bo'lib, biz uzoqroqqa borib, buning uchun formulani ham olishimiz mumkin. Biroq, yuqoridagi formula umumiyroq va kesma olishning har qanday usuli uchun ishlaydi, shuning uchun biz uni avvalgidek qoldiramiz.
Biz ushbu formuladan haqiqatda foydalanadigan bo'limlarda, shuningdek, \(x\) o'rniga \(y\) funktsiyasi bo'lgan kesma maydonini beradigan kesmani yaratish usullari mavjudligini ko'ramiz. Bunday hollarda formula quyidagicha bo'ladi:
\[V = \int_{{\,c}}^{{\,d}}{{A\left( y \right)\,dy}},\,\,\,\hspace{0.25in}c \le y \le d\]Bu holda biz \(x\) o'qi atrofida egri chiziqni aylantirishni ko'rib chiqdik, ammo biz egri chiziqni \(y\) o'qi atrofida osongina aylantirishimiz mumkin edi. Aslida, biz egri chiziqni istalgan vertikal yoki gorizontal o'q atrofida aylantirishimiz mumkin va bularning barchasida quyidagi formulalardan birini yoki ikkalasini ishlatishimiz mumkin.
\[V = \int_{{\,a}}^{{\,b}}{{A\left( x \right)\,dx}}\hspace{0.25in}\hspace{0.25in}\hspace{0.25in}V = \int_{{\,c}}^{{\,d}}{{A\left( y \right)\,dy}}\]