6.4-bo'lim : Silindrli hajm
5. \(y = 2x + 1\), \(y = 3\) va \(x = 4\) bilan chegaralangan hududni \(y = 10\) chiziq 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, buni qilish qiyin bo'lishi mumkin, ayniqsa siz juda ko'p ko'rinadigan odam bo'lmasangiz. Biroq, vakillik silindriga ega bo'lish, biz maydon formulasini yozishga borganimizda katta yordam berishi mumkin. Bundan tashqari, revolyutsiyaning qattiq jismining eskizisiz vakili silindrni olish qiyin bo'lishi mumkin. Shunday qilib, ushbu 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. Chunki biz gorizontal o'qda joylashgan silindrlardan foydalanamiz (i.e. \(x\) o'qiga parallel) biz bilamizki, maydon formulasi \(y\) nuqtai nazaridan bo'lishi kerak. Shuning uchun biz egri chiziqlar tenglamalarini \(y\) ko'rinishida qayta yozishimiz kerak bo'ladi.
Mana, biz kiritishimiz kerak bo'lgan turli miqdorlar bilan vakili silindrning yana bir eskizi.

Eskizdan biz silindrning \(y = 10\) chizig'ida markazlashtirilganligini va silindrning pastki cheti qandaydir \(y\) da joylashganligini ko'rishimiz mumkin.
Tsilindrning radiusi aylanish o'qidan silindrning pastki chetiga qadar bo'lgan masofadir (i.e. \(10 - y\)).
Tsilindrning o'ng qirrasi qattiq jismning o'ng qismini belgilovchi egri chiziqda joylashgan va \(y\) o'qidan 4 masofada joylashgan. Tsilindrning chap qirrasi qattiq jismning chap qismini belgilovchi egri chiziqda joylashgan va \(y\) o'qidan \(\frac{1}{2}\left( {y - 1} \right)\) masofasi. Kenglik bu ikkalasining farqidir.
Shunday qilib, silindrning radiusi va kengligi,
\[{\mbox{Radius}} = 10 - y\hspace{0.25in}\hspace{0.25in}{\mbox{Width}} = 4 - \frac{1}{2}\left( {y - 1} \right) = \frac{9}{2} - \frac{1}{2}y\]U holda silindrning maydoni,
\[A\left( y \right) = 2\pi \left( {{\mbox{Radius}}} \right)\left( {{\mbox{Height}}} \right) = 2\pi \left( {10 - y} \right)\left( {\frac{9}{2} - \frac{1}{2}y} \right) = 2\pi \left( {45 - \frac{{19}}{2}y + \frac{1}{2}{y^2}} \right)\]4-qadam
Yakuniy bosqich - bu hajm uchun integralni o'rnatish va uni baholash.
1-bosqichdagi grafikdan biz qattiq jismdagi "birinchi" silindr \(y = 3\) da, "oxirgi" silindr esa \(y = 9\) da paydo bo'lishini ko'rishimiz mumkin. Bizning chegaralarimiz quyidagicha: \(3 \le y \le 9\).
Keyin hajm,
\[V = \int_{3}^{9}{{2\pi \left( {45 - \frac{{19}}{2}y + \frac{1}{2}{y^2}} \right)\,dy}} = 2\left. {\pi \left( {45y - \frac{{19}}{4}{y^2} + \frac{1}{6}{y^3}} \right)} \right|_3^9 = \require{bbox} \bbox[2pt,border:1px solid black]{{90\pi }}\]