Математический анализ Примеры
,
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 и площадью .
, где и
Этап 2
Этап 2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.1.1
Перепишем в виде .
Этап 2.1.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
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.
Этап 2.1.3.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.2.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.1.2.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.1.3
Умножим на .
Этап 2.1.3.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.5.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.1.5.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.1.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.3.1.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.1.5.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.1.6
Умножим на .
Этап 2.1.3.1.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.1.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.8.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.1.8.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.1.8.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.3.1.8.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.1.8.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.1.9
Умножим на .
Этап 2.1.3.1.10
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.1.11
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.1.11.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.1.11.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.1.12
Умножим на .
Этап 2.1.3.2
Вычтем из .
Этап 2.1.4
Применим правило умножения к .
Этап 2.1.5
Возведем в степень .
Этап 2.1.6
Умножим на .
Этап 2.2
Вычтем из .
Этап 3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 4
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 5
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 6
Объединим и .
Этап 7
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 8
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 9
Объединим и .
Этап 10
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 11
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 12
Этап 12.1
Объединим и .
Этап 12.2
Подставим и упростим.
Этап 12.2.1
Найдем значение в и в .
Этап 12.2.2
Найдем значение в и в .
Этап 12.2.3
Найдем значение в и в .
Этап 12.2.4
Упростим.
Этап 12.2.4.1
Возведем в степень .
Этап 12.2.4.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 12.2.4.3
Сократим общий множитель и .
Этап 12.2.4.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.4.3.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.4.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.4.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.4.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.4.3.2.4
Разделим на .
Этап 12.2.4.4
Умножим на .
Этап 12.2.4.5
Добавим и .
Этап 12.2.4.6
Объединим и .
Этап 12.2.4.7
Умножим на .
Этап 12.2.4.8
Возведем в степень .
Этап 12.2.4.9
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 12.2.4.10
Сократим общий множитель и .
Этап 12.2.4.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.4.10.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.4.10.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.4.10.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.4.10.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.4.10.2.4
Разделим на .
Этап 12.2.4.11
Умножим на .
Этап 12.2.4.12
Добавим и .
Этап 12.2.4.13
Объединим и .
Этап 12.2.4.14
Умножим на .
Этап 12.2.4.15
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 12.2.4.16
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 12.2.4.17
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 12.2.4.18
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 12.2.4.18.1
Умножим на .
Этап 12.2.4.18.2
Умножим на .
Этап 12.2.4.18.3
Умножим на .
Этап 12.2.4.18.4
Умножим на .
Этап 12.2.4.19
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 12.2.4.20
Умножим на .
Этап 12.2.4.21
Умножим на .
Этап 12.2.4.22
Вычтем из .
Этап 12.2.4.23
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 12.2.4.24
Возведем в степень .
Этап 12.2.4.25
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 12.2.4.26
Сократим общий множитель и .
Этап 12.2.4.26.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.4.26.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.4.26.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.4.26.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.4.26.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.4.26.2.4
Разделим на .
Этап 12.2.4.27
Умножим на .
Этап 12.2.4.28
Добавим и .
Этап 12.2.4.29
Объединим и .
Этап 12.2.4.30
Умножим на .
Этап 12.2.4.31
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 12.2.4.32
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 12.2.4.33
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 12.2.4.33.1
Умножим на .
Этап 12.2.4.33.2
Умножим на .
Этап 12.2.4.33.3
Умножим на .
Этап 12.2.4.33.4
Умножим на .
Этап 12.2.4.34
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 12.2.4.35
Умножим на .
Этап 12.2.4.36
Умножим на .
Этап 12.2.4.37
Добавим и .
Этап 12.2.4.38
Объединим и .
Этап 12.2.4.39
Умножим на .
Этап 13
Разделим на .
Этап 14