6.3-bo'lim : Halqali ovoz balandligi
2. \(y = 7 - {x^2}\), \(x = - 2\), \(x = 2\) va \(x\) o'qi bilan chegaralangan mintaqani \(x\) o'qi atrofida aylantirish natijasida olingan qattiq jismning hajmini aniqlash uchun disklar/halqalar 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, biz hudud formulasini yozishga borganimizda vakili diskka ega bo'lish katta yordam berishi mumkin. Bundan tashqari, revolyutsiyaning qattiq qismining eskizisiz vakil diskni olish qiyin bo'lishi mumkin. Shunday qilib, bu eskizlarni olish uchun qo'lingizdan kelganini qiling.
2-qadam
Bu erda inqilobning qattiq qismining eskizi.

Mana, vakil diskning bir nechta eskizlari. Chapdagi rasmda qattiq qismning oldingi yarmi kesilgan vakil disk ko'rsatilgan va o'ngdagi rasmda qattiq qismning orqa yarmining "simli ramkasi" bo'lgan vakil disk ko'rsatilgan (i.e. qattiq jismning orqa yarmining chetlarini ifodalovchi egri chiziqlar).

3-qadam
Endi biz disk maydoni uchun formulani topishimiz kerak. Biz \(x\) o'qida markazlashtirilgan disklardan foydalanayotganimiz sababli, maydon formulasi \(x\) nuqtai nazaridan bo'lishi kerakligini bilamiz. Shuning uchun, egri chiziq tenglamasi \(x\) (bu holda u allaqachon mavjud) nuqtai nazaridan bo'lishi kerak.
Mana, biz uchun kerak bo'lgan har xil miqdorlar bilan vakil diskning yana bir eskizi.

Eskizdan ko'rinib turibdiki, disk \(x\) o'qi markazida joylashgan va ba'zi \(x\) da joylashgan. Diskning radiusi - \(x\) o'qidan qattiq jismning chetini belgilovchi egri chiziqgacha bo'lgan masofa. Boshqacha aytganda,
\[{\mbox{Radius }} = 7 - {x^2}\]Diskning maydoni u holda,
\[A\left( x \right) = \pi {\left( {{\mbox{Radius}}} \right)^2} = \pi {\left( {7 - {x^2}} \right)^2} = \pi \left( {49 - 14{x^2} + {x^4}} \right)\]4-qadam
Yakuniy bosqich - bu hajm uchun integralni o'rnatish va uni baholash.
Integral chegaralari uchun biz qattiq jismdagi "birinchi" disk \(x = - 2\) da, "oxirgi" disk esa \(x = 2\) da paydo bo'lishini ko'rishimiz mumkin. Bizning chegaralarimiz quyidagicha: \( - 2 \le x \le 2\).
Keyin hajm,
\[V = \int_{{ - 2}}^{2}{{\pi \left( {49 - 14{x^2} + {x^4}} \right)\,dx}} = \left. {\pi \left( {49x - \frac{{14}}{3}{x^3} + \frac{1}{5}{x^5}} \right)} \right|_{ - 2}^2 = \require{bbox} \bbox[2pt,border:1px solid black]{{\frac{{2012}}{{15}}\pi }}\]