Математический анализ Примеры
y=-7x2+21xy=−7x2+21x , y=3xy=3x
Этап 1
Чтобы найти объем пространственной фигуры, сначала определим площадь каждого среза, а затем проинтегрируем по всему диапазону. Каждый срез имеет форму круга с радиусом f(x)f(x) и площадью A=πr2A=πr2.
V=π∫2.‾5714280(f(x))2-(g(x))2dxV=π∫2.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯5714280(f(x))2−(g(x))2dx, где f(x)=-7x2+21xf(x)=−7x2+21x и g(x)=3xg(x)=3x
Этап 2
Этап 2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.1.1
Перепишем (-7x2+21x)2(−7x2+21x)2 в виде (-7x2+21x)(-7x2+21x)(−7x2+21x)(−7x2+21x).
V=(-7x2+21x)(-7x2+21x)-(3x)2V=(−7x2+21x)(−7x2+21x)−(3x)2
Этап 2.1.2
Развернем (-7x2+21x)(-7x2+21x)(−7x2+21x)(−7x2+21x), используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
V=-7x2(-7x2+21x)+21x(-7x2+21x)-(3x)2V=−7x2(−7x2+21x)+21x(−7x2+21x)−(3x)2
Этап 2.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
V=-7x2(-7x2)-7x2(21x)+21x(-7x2+21x)-(3x)2V=−7x2(−7x2)−7x2(21x)+21x(−7x2+21x)−(3x)2
Этап 2.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
V=-7x2(-7x2)-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7x2(−7x2)−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
V=-7x2(-7x2)-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7x2(−7x2)−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.1.3.1
Упростим каждый член.
Этап 2.1.3.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
V=-7⋅(-7x2x2)-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7⋅(−7x2x2)−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.2
Умножим x2x2 на x2x2, сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.2.1
Перенесем x2x2.
V=-7⋅(-7(x2x2))-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7⋅(−7(x2x2))−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.2.2
Применим правило степени aman=am+naman=am+n для объединения показателей.
V=-7⋅(-7x2+2)-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7⋅(−7x2+2)−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.2.3
Добавим 22 и 22.
V=-7⋅(-7x4)-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7⋅(−7x4)−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
V=-7⋅(-7x4)-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=−7⋅(−7x4)−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.3
Умножим -7−7 на -7−7.
V=49x4-7x2(21x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7x2(21x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
V=49x4-7⋅(21x2x)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21x2x)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.5
Умножим x2x2 на xx, сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.5.1
Перенесем xx.
V=49x4-7⋅(21(x⋅x2))+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21(x⋅x2))+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.5.2
Умножим xx на x2x2.
Этап 2.1.3.1.5.2.1
Возведем xx в степень 11.
V=49x4-7⋅(21(x⋅x2))+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21(x⋅x2))+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.5.2.2
Применим правило степени aman=am+naman=am+n для объединения показателей.
V=49x4-7⋅(21x1+2)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21x1+2)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
V=49x4-7⋅(21x1+2)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21x1+2)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.5.3
Добавим 11 и 22.
V=49x4-7⋅(21x3)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21x3)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
V=49x4-7⋅(21x3)+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−7⋅(21x3)+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.6
Умножим -7−7 на 2121.
V=49x4-147x3+21x(-7x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21x(−7x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
V=49x4-147x3+21⋅(-7x⋅x2)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7x⋅x2)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.8
Умножим xx на x2x2, сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.8.1
Перенесем x2x2.
V=49x4-147x3+21⋅(-7(x2x))+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7(x2x))+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.8.2
Умножим x2x2 на xx.
Этап 2.1.3.1.8.2.1
Возведем xx в степень 11.
V=49x4-147x3+21⋅(-7(x2x))+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7(x2x))+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.8.2.2
Применим правило степени aman=am+naman=am+n для объединения показателей.
V=49x4-147x3+21⋅(-7x2+1)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7x2+1)+21x(21x)−(3x)2
V=49x4-147x3+21⋅(-7x2+1)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7x2+1)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.8.3
Добавим 22 и 11.
V=49x4-147x3+21⋅(-7x3)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7x3)+21x(21x)−(3x)2
V=49x4-147x3+21⋅(-7x3)+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3+21⋅(−7x3)+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.9
Умножим 2121 на -7−7.
V=49x4-147x3-147x3+21x(21x)-(3x)2V=49x4−147x3−147x3+21x(21x)−(3x)2
Этап 2.1.3.1.10
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
V=49x4-147x3-147x3+21⋅(21x⋅x)-(3x)2
Этап 2.1.3.1.11
Умножим x на x, сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.11.1
Перенесем x.
V=49x4-147x3-147x3+21⋅(21(x⋅x))-(3x)2
Этап 2.1.3.1.11.2
Умножим x на x.
V=49x4-147x3-147x3+21⋅(21x2)-(3x)2
V=49x4-147x3-147x3+21⋅(21x2)-(3x)2
Этап 2.1.3.1.12
Умножим 21 на 21.
V=49x4-147x3-147x3+441x2-(3x)2
V=49x4-147x3-147x3+441x2-(3x)2
Этап 2.1.3.2
Вычтем 147x3 из -147x3.
V=49x4-294x3+441x2-(3x)2
V=49x4-294x3+441x2-(3x)2
Этап 2.1.4
Применим правило умножения к 3x.
V=49x4-294x3+441x2-(32x2)
Этап 2.1.5
Возведем 3 в степень 2.
V=49x4-294x3+441x2-(9x2)
Этап 2.1.6
Умножим 9 на -1.
V=49x4-294x3+441x2-9x2
V=49x4-294x3+441x2-9x2
Этап 2.2
Вычтем 9x2 из 441x2.
V=49x4-294x3+432x2
V=49x4-294x3+432x2
Этап 3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
V=π(∫2.‾571428049x4dx+∫2.‾5714280-294x3dx+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 4
Поскольку 49 — константа по отношению к x, вынесем 49 из-под знака интеграла.
V=π(49∫2.‾5714280x4dx+∫2.‾5714280-294x3dx+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 5
По правилу степени интеграл x4 по x имеет вид 15x5.
V=π(49(15x5]2.‾5714280)+∫2.‾5714280-294x3dx+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 6
Объединим 15 и x5.
V=π(49(x55]2.‾5714280)+∫2.‾5714280-294x3dx+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 7
Поскольку -294 — константа по отношению к x, вынесем -294 из-под знака интеграла.
V=π(49(x55]2.‾5714280)-294∫2.‾5714280x3dx+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 8
По правилу степени интеграл x3 по x имеет вид 14x4.
V=π(49(x55]2.‾5714280)-294(14x4]2.‾5714280)+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 9
Объединим 14 и x4.
V=π(49(x55]2.‾5714280)-294(x44]2.‾5714280)+∫2.‾5714280432x2dx)
Этап 10
Поскольку 432 — константа по отношению к x, вынесем 432 из-под знака интеграла.
V=π(49(x55]2.‾5714280)-294(x44]2.‾5714280)+432∫2.‾5714280x2dx)
Этап 11
По правилу степени интеграл x2 по x имеет вид 13x3.
V=π(49(x55]2.‾5714280)-294(x44]2.‾5714280)+432(13x3]2.‾5714280))
Этап 12
Этап 12.1
Объединим 13 и x3.
V=π(49(x55]2.‾5714280)-294(x44]2.‾5714280)+432(x33]2.‾5714280))
Этап 12.2
Подставим и упростим.
Этап 12.2.1
Найдем значение x55 в 2.‾571428 и в 0.
V=π(49((2.‾57142855)-055)-294(x44]2.‾5714280)+432(x33]2.‾5714280))
Этап 12.2.2
Найдем значение x44 в 2.‾571428 и в 0.
V=π(49(2.‾57142855-055)-294(2.‾57142844-044)+432(x33]2.‾5714280))
Этап 12.2.3
Найдем значение x33 в 2.‾571428 и в 0.
V=π(49(2.‾57142855-055)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4
Упростим.
Этап 12.2.4.1
Возведем 2.‾571428 в степень 5.
V=π(49(112.427440945-055)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.2
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
V=π(49(112.427440945-05)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.3
Сократим общий множитель 0 и 5.
Этап 12.2.4.3.1
Вынесем множитель 5 из 0.
V=π(49(112.427440945-5(0)5)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.3.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.4.3.2.1
Вынесем множитель 5 из 5.
V=π(49(112.427440945-5⋅05⋅1)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.3.2.2
Сократим общий множитель.
V=π(49(112.427440945-5⋅05⋅1)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.3.2.3
Перепишем это выражение.
V=π(49(112.427440945-01)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.3.2.4
Разделим 0 на 1.
V=π(49(112.427440945-0)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
V=π(49(112.427440945-0)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
V=π(49(112.427440945-0)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.4
Умножим -1 на 0.
V=π(49(112.427440945+0)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.5
Добавим 112.427440945 и 0.
V=π(49(112.427440945)-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.6
Объединим 49 и 112.427440945.
V=π(49⋅112.427440945-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.7
Умножим 49 на 112.42744094.
V=π(5508.944606415-294(2.‾57142844-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.8
Возведем 2.‾571428 в степень 4.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-044)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.9
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-04)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.10
Сократим общий множитель 0 и 4.
Этап 12.2.4.10.1
Вынесем множитель 4 из 0.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-4(0)4)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.10.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.4.10.2.1
Вынесем множитель 4 из 4.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-4⋅04⋅1)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.10.2.2
Сократим общий множитель.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-4⋅04⋅1)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.10.2.3
Перепишем это выражение.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-01)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.10.2.4
Разделим 0 на 1.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-0)+432((2.‾57142833)-033))
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-0)+432((2.‾57142833)-033))
V=π(5508.944606415-294(43.721782594-0)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.11
Умножим -1 на 0.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594+0)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.12
Добавим 43.721782594 и 0.
V=π(5508.944606415-294(43.721782594)+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.13
Объединим -294 и 43.721782594.
V=π(5508.944606415+-294⋅43.721782594+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.14
Умножим -294 на 43.72178259.
V=π(5508.944606415+-12854.204081634+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.15
Вынесем знак минуса перед дробью.
V=π(5508.944606415-12854.204081634+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.16
Чтобы записать 5508.944606415 в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на 44.
V=π(5508.944606415⋅44-12854.204081634+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.17
Чтобы записать -12854.204081634 в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на 55.
V=π(5508.944606415⋅44-12854.204081634⋅55+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.18
Запишем каждое выражение с общим знаменателем 20, умножив на подходящий множитель 1.
Этап 12.2.4.18.1
Умножим 5508.944606415 на 44.
V=π(5508.94460641⋅45⋅4-12854.204081634⋅55+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.18.2
Умножим 5 на 4.
V=π(5508.94460641⋅420-12854.204081634⋅55+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.18.3
Умножим 12854.204081634 на 55.
V=π(5508.94460641⋅420-12854.20408163⋅54⋅5+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.18.4
Умножим 4 на 5.
V=π(5508.94460641⋅420-12854.20408163⋅520+432((2.‾57142833)-033))
V=π(5508.94460641⋅420-12854.20408163⋅520+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.19
Объединим числители над общим знаменателем.
V=π(5508.94460641⋅4-12854.20408163⋅520+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.20
Умножим 5508.94460641 на 4.
V=π(22035.77842565-12854.20408163⋅520+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.21
Умножим -12854.20408163 на 5.
V=π(22035.77842565-64271.0204081620+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.22
Вычтем 64271.02040816 из 22035.77842565.
V=π(-42235.241982520+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.23
Вынесем знак минуса перед дробью.
V=π(-42235.241982520+432((2.‾57142833)-033))
Этап 12.2.4.24
Возведем 2.‾571428 в степень 3.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-033))
Этап 12.2.4.25
Возведение 0 в любую положительную степень дает 0.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-03))
Этап 12.2.4.26
Сократим общий множитель 0 и 3.
Этап 12.2.4.26.1
Вынесем множитель 3 из 0.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-3(0)3))
Этап 12.2.4.26.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.4.26.2.1
Вынесем множитель 3 из 3.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-3⋅03⋅1))
Этап 12.2.4.26.2.2
Сократим общий множитель.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-3⋅03⋅1))
Этап 12.2.4.26.2.3
Перепишем это выражение.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-01))
Этап 12.2.4.26.2.4
Разделим 0 на 1.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-0))
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-0))
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453-0))
Этап 12.2.4.27
Умножим -1 на 0.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453+0))
Этап 12.2.4.28
Добавим 17.002915453 и 0.
V=π(-42235.241982520+432(17.002915453))
Этап 12.2.4.29
Объединим 432 и 17.002915453.
V=π(-42235.241982520+432⋅17.002915453)
Этап 12.2.4.30
Умножим 432 на 17.00291545.
V=π(-42235.241982520+7345.259475213)
Этап 12.2.4.31
Чтобы записать -42235.241982520 в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на 33.
V=π(-42235.241982520⋅33+7345.259475213)
Этап 12.2.4.32
Чтобы записать 7345.259475213 в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на 2020.
V=π(-42235.241982520⋅33+7345.259475213⋅2020)
Этап 12.2.4.33
Запишем каждое выражение с общим знаменателем 60, умножив на подходящий множитель 1.
Этап 12.2.4.33.1
Умножим 42235.241982520 на 33.
V=π(-42235.2419825⋅320⋅3+7345.259475213⋅2020)
Этап 12.2.4.33.2
Умножим 20 на 3.
V=π(-42235.2419825⋅360+7345.259475213⋅2020)
Этап 12.2.4.33.3
Умножим 7345.259475213 на 2020.
V=π(-42235.2419825⋅360+7345.25947521⋅203⋅20)
Этап 12.2.4.33.4
Умножим 3 на 20.
V=π(-42235.2419825⋅360+7345.25947521⋅2060)
V=π(-42235.2419825⋅360+7345.25947521⋅2060)
Этап 12.2.4.34
Объединим числители над общим знаменателем.
V=π(-42235.2419825⋅3+7345.25947521⋅2060)
Этап 12.2.4.35
Умножим -42235.2419825 на 3.
V=π(-126705.72594752+7345.25947521⋅2060)
Этап 12.2.4.36
Умножим 7345.25947521 на 20.
V=π(-126705.72594752+146905.1895043760)
Этап 12.2.4.37
Добавим -126705.72594752 и 146905.18950437.
V=π(20199.4635568560)
Этап 12.2.4.38
Объединим π и 20199.4635568560.
V=π⋅20199.4635568560
Этап 12.2.4.39
Умножим π на 20199.46355685.
V=63458.4863166560
V=63458.4863166560
V=63458.4863166560
V=63458.4863166560
Этап 13
Разделим 63458.48631665 на 60.
V=1057.64143861
Этап 14