6.4-bo'lim : Silindrli hajm
1. \(x = {\left( {y - 2} \right)^2}\), \(x\) o'qi va \(y\) o'qi bilan chegaralangan hududni \(x\) o'qi atrofida aylantirish natijasida olingan qattiq jismning hajmini silindrlar usulidan foydalaning.
Yechim
Muammoni biror joyda boshlashimiz kerak, shuning uchun "oddiy" ni boshlaylik.
Chegaralangan mintaqaning qanday ko'rinishini bilish ushbu turdagi muammolarning ko'pchiligiga yordam beradi, chunki biz maydon formulasini o'rnatish uchun barcha egri chiziqlar bir-biriga qanday bog'liqligini bilishimiz kerak va bizga grafik ko'pincha yordam beradigan integral uchun limitlar kerak bo'ladi.
Bu erda aylanish o'qi bilan chegaralangan hududning eskizi ko'rsatilgan.

E'tibor bering, biz bu erda parabolaning faqat pastki yarmidan foydalandik, chunki agar biz yuqori yarmini ham qo'shsak, uning ustidagi mintaqani bog'laydigan hech narsa bo'lmaydi. Shuning uchun, \(x\) o'qi va \(y\) o'qi chegaralovchi egri chiziqlar bo'lishi uchun biz parabolaning pastki yarmidan past bo'lgan qismdan foydalanishimiz kerak.
E'tibor bering, buni qilish qiyin bo'lishi mumkin, ayniqsa siz juda ko'p ko'rinadigan odam bo'lmasangiz. Biroq, biz maydon formulasini yozishga borganimizda vakili silindrga ega bo'lish katta yordam berishi mumkin. Bundan tashqari, revolyutsiyaning qattiq jismining eskizisiz vakili tsilindrni olish qiyin bo'lishi mumkin. Shunday qilib, bu eskizlarni olish uchun qo'lingizdan kelganini qiling.
2-qadam
Bu erda inqilobning qattiq qismining eskizi.

Bu erda vakillik silindrining bir nechta eskizlari. Chapdagi rasmda qattiq jismning old yarmi kesilgan vakili silindr ko'rsatilgan va o'ngdagi rasmda qattiq jismning orqa yarmining "simli ramkasi" bo'lgan vakili silindr ko'rsatilgan (i.e. qattiq jismning orqa yarmining chetlarini ifodalovchi egri chiziqlar).

3-qadam
Endi silindrning sirt maydoni uchun formulani topishimiz kerak. Biz \(x\) o'qida joylashgan silindrlardan foydalanayotganimiz sababli, maydon formulasi \(y\) nuqtai nazaridan bo'lishi kerakligini bilamiz. Shuning uchun, egri chiziqlar tenglamasi \(y\) nuqtai nazaridan bo'lishi kerak (bu holda ular allaqachon mavjud).
Mana, biz kiritishimiz kerak bo'lgan turli miqdorlar bilan vakili silindrning yana bir eskizi.

Eskizdan biz silindrning \(x\) o'qida joylashganligini va silindrning yuqori qirrasi qandaydir \(y\) da joylashganligini ko'rishimiz mumkin.
Tsilindrning radiusi - bu \(x\) o'qidan silindrning yuqori chetigacha bo'lgan masofa (i.e. \(y\)). Tsilindrning kengligi \(y\) o'qidan qattiq jismning chetini belgilovchi egri chiziqgacha bo'lgan masofa (\({\left( {y - 2} \right)^2}\) masofasi).
Shunday qilib, silindrning radiusi va kengligi,
\[{\mbox{Radius}} = y\hspace{0.25in}\hspace{0.25in}{\mbox{Width}} = {\left( {y - 2} \right)^2}\]U holda silindrning maydoni,
\[A\left( y \right) = 2\pi \left( {{\mbox{Radius}}} \right)\left( {{\mbox{Width}}} \right) = 2\pi \left( y \right){\left( {y - 2} \right)^2} = 2\pi \left( {4y - 4{y^2} + {y^3}} \right)\]4-qadam
Yakuniy bosqich - bu hajm uchun integralni o'rnatish va uni baholash.
1-bosqichdagi grafikdan biz qattiq jismdagi "birinchi" silindr \(y = 0\) da, "oxirgi" silindr esa \(y = 2\) da paydo bo'lishini ko'rishimiz mumkin. Bizning chegaralarimiz quyidagicha: \(0 \le y \le 2\).
Keyin hajm,
\[V = \int_{0}^{2}{{2\pi \left( {4y - 4{y^2} + {y^3}} \right)\,dy}} = 2\left. {\pi \left( {2{y^2} - \frac{4}{3}{y^3} + \frac{1}{4}{y^4}} \right)} \right|_0^2 = \require{bbox} \bbox[2pt,border:1px solid black]{{\frac{8}{3}\pi }}\]