Giải tích Ví dụ
y=x2-2xy=x2−2x , y=xy=x
Bước 1
Để tìm thể tích của vật rắn, trước tiên hãy xác định diện tích của mỗi lát cắt sau đó lấy tích phân trên khoảng biến thiên. Diện tích của mỗi lát cắt là diện tích của một đường tròn có bán kính f(x)f(x) và A=πr2A=πr2.
V=π∫30(f(x))2-(g(x))2dxV=π∫30(f(x))2−(g(x))2dx trong đó f(x)=xf(x)=x và g(x)=x2-2xg(x)=x2−2x
Bước 2
Bước 2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 2.1.1
Viết lại (x2-2x)2(x2−2x)2 ở dạng (x2-2x)(x2-2x)(x2−2x)(x2−2x).
V=x2-((x2-2x)(x2-2x))V=x2−((x2−2x)(x2−2x))
Bước 2.1.2
Khai triển (x2-2x)(x2-2x)(x2−2x)(x2−2x) bằng cách sử dụng Phương pháp FOIL.
Bước 2.1.2.1
Áp dụng thuộc tính phân phối.
V=x2-(x2(x2-2x)-2x(x2-2x))V=x2−(x2(x2−2x)−2x(x2−2x))
Bước 2.1.2.2
Áp dụng thuộc tính phân phối.
V=x2-(x2x2+x2(-2x)-2x(x2-2x))V=x2−(x2x2+x2(−2x)−2x(x2−2x))
Bước 2.1.2.3
Áp dụng thuộc tính phân phối.
V=x2-(x2x2+x2(-2x)-2x⋅x2-2x(-2x))V=x2−(x2x2+x2(−2x)−2x⋅x2−2x(−2x))
V=x2-(x2x2+x2(-2x)-2x⋅x2-2x(-2x))V=x2−(x2x2+x2(−2x)−2x⋅x2−2x(−2x))
Bước 2.1.3
Rút gọn và kết hợp các số hạng đồng dạng.
Bước 2.1.3.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 2.1.3.1.1
Nhân x2x2 với x2x2 bằng cách cộng các số mũ.
Bước 2.1.3.1.1.1
Sử dụng quy tắc lũy thừa aman=am+naman=am+n để kết hợp các số mũ.
V=x2-(x2+2+x2(-2x)-2x⋅x2-2x(-2x))V=x2−(x2+2+x2(−2x)−2x⋅x2−2x(−2x))
Bước 2.1.3.1.1.2
Cộng 22 và 22.
V=x2-(x4+x2(-2x)-2x⋅x2-2x(-2x))V=x2−(x4+x2(−2x)−2x⋅x2−2x(−2x))
V=x2-(x4+x2(-2x)-2x⋅x2-2x(-2x))V=x2−(x4+x2(−2x)−2x⋅x2−2x(−2x))
Bước 2.1.3.1.2
Viết lại bằng tính chất giao hoán của phép nhân.
V=x2-(x4-2x2x-2x⋅x2-2x(-2x))V=x2−(x4−2x2x−2x⋅x2−2x(−2x))
Bước 2.1.3.1.3
Nhân x2 với x bằng cách cộng các số mũ.
Bước 2.1.3.1.3.1
Di chuyển x.
V=x2-(x4-2(x⋅x2)-2x⋅x2-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.3.2
Nhân x với x2.
Bước 2.1.3.1.3.2.1
Nâng x lên lũy thừa 1.
V=x2-(x4-2(x⋅x2)-2x⋅x2-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.3.2.2
Sử dụng quy tắc lũy thừa aman=am+n để kết hợp các số mũ.
V=x2-(x4-2x1+2-2x⋅x2-2x(-2x))
V=x2-(x4-2x1+2-2x⋅x2-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.3.3
Cộng 1 và 2.
V=x2-(x4-2x3-2x⋅x2-2x(-2x))
V=x2-(x4-2x3-2x⋅x2-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.4
Nhân x với x2 bằng cách cộng các số mũ.
Bước 2.1.3.1.4.1
Di chuyển x2.
V=x2-(x4-2x3-2(x2x)-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.4.2
Nhân x2 với x.
Bước 2.1.3.1.4.2.1
Nâng x lên lũy thừa 1.
V=x2-(x4-2x3-2(x2x)-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.4.2.2
Sử dụng quy tắc lũy thừa aman=am+n để kết hợp các số mũ.
V=x2-(x4-2x3-2x2+1-2x(-2x))
V=x2-(x4-2x3-2x2+1-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.4.3
Cộng 2 và 1.
V=x2-(x4-2x3-2x3-2x(-2x))
V=x2-(x4-2x3-2x3-2x(-2x))
Bước 2.1.3.1.5
Viết lại bằng tính chất giao hoán của phép nhân.
V=x2-(x4-2x3-2x3-2⋅(-2x⋅x))
Bước 2.1.3.1.6
Nhân x với x bằng cách cộng các số mũ.
Bước 2.1.3.1.6.1
Di chuyển x.
V=x2-(x4-2x3-2x3-2⋅(-2(x⋅x)))
Bước 2.1.3.1.6.2
Nhân x với x.
V=x2-(x4-2x3-2x3-2⋅(-2x2))
V=x2-(x4-2x3-2x3-2⋅(-2x2))
Bước 2.1.3.1.7
Nhân -2 với -2.
V=x2-(x4-2x3-2x3+4x2)
V=x2-(x4-2x3-2x3+4x2)
Bước 2.1.3.2
Trừ 2x3 khỏi -2x3.
V=x2-(x4-4x3+4x2)
V=x2-(x4-4x3+4x2)
Bước 2.1.4
Áp dụng thuộc tính phân phối.
V=x2-x4-(-4x3)-(4x2)
Bước 2.1.5
Rút gọn.
Bước 2.1.5.1
Nhân -4 với -1.
V=x2-x4+4x3-(4x2)
Bước 2.1.5.2
Nhân 4 với -1.
V=x2-x4+4x3-4x2
V=x2-x4+4x3-4x2
V=x2-x4+4x3-4x2
Bước 2.2
Trừ 4x2 khỏi x2.
V=-x4+4x3-3x2
V=-x4+4x3-3x2
Bước 3
Chia tích phân đơn thành nhiều tích phân.
V=π(∫30-x4dx+∫304x3dx+∫30-3x2dx)
Bước 4
Vì -1 không đổi đối với x, hãy di chuyển -1 ra khỏi tích phân.
V=π(-∫30x4dx+∫304x3dx+∫30-3x2dx)
Bước 5
Theo Quy tắc lũy thừa, tích phân của x4 đối với x là 15x5.
V=π(-(15x5]30)+∫304x3dx+∫30-3x2dx)
Bước 6
Kết hợp 15 và x5.
V=π(-(x55]30)+∫304x3dx+∫30-3x2dx)
Bước 7
Vì 4 không đổi đối với x, hãy di chuyển 4 ra khỏi tích phân.
V=π(-(x55]30)+4∫30x3dx+∫30-3x2dx)
Bước 8
Theo Quy tắc lũy thừa, tích phân của x3 đối với x là 14x4.
V=π(-(x55]30)+4(14x4]30)+∫30-3x2dx)
Bước 9
Kết hợp 14 và x4.
V=π(-(x55]30)+4(x44]30)+∫30-3x2dx)
Bước 10
Vì -3 không đổi đối với x, hãy di chuyển -3 ra khỏi tích phân.
V=π(-(x55]30)+4(x44]30)-3∫30x2dx)
Bước 11
Theo Quy tắc lũy thừa, tích phân của x2 đối với x là 13x3.
V=π(-(x55]30)+4(x44]30)-3(13x3]30))
Bước 12
Bước 12.1
Kết hợp 13 và x3.
V=π(-(x55]30)+4(x44]30)-3(x33]30))
Bước 12.2
Thay và rút gọn.
Bước 12.2.1
Tính x55 tại 3 và tại 0.
V=π(-((355)-055)+4(x44]30)-3(x33]30))
Bước 12.2.2
Tính x44 tại 3 và tại 0.
V=π(-(355-055)+4(344-044)-3(x33]30))
Bước 12.2.3
Tính x33 tại 3 và tại 0.
V=π(-(355-055)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4
Rút gọn.
Bước 12.2.4.1
Nâng 3 lên lũy thừa 5.
V=π(-(2435-055)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.2
Nâng 0 lên bất kỳ số mũ dương nào sẽ cho 0.
V=π(-(2435-05)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.3
Triệt tiêu thừa số chung của 0 và 5.
Bước 12.2.4.3.1
Đưa 5 ra ngoài 0.
V=π(-(2435-5(0)5)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.3.2
Triệt tiêu các thừa số chung.
Bước 12.2.4.3.2.1
Đưa 5 ra ngoài 5.
V=π(-(2435-5⋅05⋅1)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.3.2.2
Triệt tiêu thừa số chung.
V=π(-(2435-5⋅05⋅1)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.3.2.3
Viết lại biểu thức.
V=π(-(2435-01)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.3.2.4
Chia 0 cho 1.
V=π(-(2435-0)+4(344-044)-3((333)-033))
V=π(-(2435-0)+4(344-044)-3((333)-033))
V=π(-(2435-0)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.4
Nhân -1 với 0.
V=π(-(2435+0)+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.5
Cộng 2435 và 0.
V=π(-2435+4(344-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.6
Nâng 3 lên lũy thừa 4.
V=π(-2435+4(814-044)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.7
Nâng 0 lên bất kỳ số mũ dương nào sẽ cho 0.
V=π(-2435+4(814-04)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.8
Triệt tiêu thừa số chung của 0 và 4.
Bước 12.2.4.8.1
Đưa 4 ra ngoài 0.
V=π(-2435+4(814-4(0)4)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.8.2
Triệt tiêu các thừa số chung.
Bước 12.2.4.8.2.1
Đưa 4 ra ngoài 4.
V=π(-2435+4(814-4⋅04⋅1)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.8.2.2
Triệt tiêu thừa số chung.
V=π(-2435+4(814-4⋅04⋅1)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.8.2.3
Viết lại biểu thức.
V=π(-2435+4(814-01)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.8.2.4
Chia 0 cho 1.
V=π(-2435+4(814-0)-3((333)-033))
V=π(-2435+4(814-0)-3((333)-033))
V=π(-2435+4(814-0)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.9
Nhân -1 với 0.
V=π(-2435+4(814+0)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.10
Cộng 814 và 0.
V=π(-2435+4(814)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.11
Kết hợp 4 và 814.
V=π(-2435+4⋅814-3((333)-033))
Bước 12.2.4.12
Nhân 4 với 81.
V=π(-2435+3244-3((333)-033))
Bước 12.2.4.13
Triệt tiêu thừa số chung của 324 và 4.
Bước 12.2.4.13.1
Đưa 4 ra ngoài 324.
V=π(-2435+4⋅814-3((333)-033))
Bước 12.2.4.13.2
Triệt tiêu các thừa số chung.
Bước 12.2.4.13.2.1
Đưa 4 ra ngoài 4.
V=π(-2435+4⋅814(1)-3((333)-033))
Bước 12.2.4.13.2.2
Triệt tiêu thừa số chung.
V=π(-2435+4⋅814⋅1-3((333)-033))
Bước 12.2.4.13.2.3
Viết lại biểu thức.
V=π(-2435+811-3((333)-033))
Bước 12.2.4.13.2.4
Chia 81 cho 1.
V=π(-2435+81-3((333)-033))
V=π(-2435+81-3((333)-033))
V=π(-2435+81-3((333)-033))
Bước 12.2.4.14
Để viết 81 ở dạng một phân số với mẫu số chung, hãy nhân với 55.
V=π(-2435+81⋅55-3((333)-033))
Bước 12.2.4.15
Kết hợp 81 và 55.
V=π(-2435+81⋅55-3((333)-033))
Bước 12.2.4.16
Kết hợp các tử số trên mẫu số chung.
V=π(-243+81⋅55-3((333)-033))
Bước 12.2.4.17
Rút gọn tử số.
Bước 12.2.4.17.1
Nhân 81 với 5.
V=π(-243+4055-3((333)-033))
Bước 12.2.4.17.2
Cộng -243 và 405.
V=π(1625-3((333)-033))
V=π(1625-3((333)-033))
Bước 12.2.4.18
Nâng 3 lên lũy thừa 3.
V=π(1625-3(273-033))
Bước 12.2.4.19
Triệt tiêu thừa số chung của 27 và 3.
Bước 12.2.4.19.1
Đưa 3 ra ngoài 27.
V=π(1625-3(3⋅93-033))
Bước 12.2.4.19.2
Triệt tiêu các thừa số chung.
Bước 12.2.4.19.2.1
Đưa 3 ra ngoài 3.
V=π(1625-3(3⋅93(1)-033))
Bước 12.2.4.19.2.2
Triệt tiêu thừa số chung.
V=π(1625-3(3⋅93⋅1-033))
Bước 12.2.4.19.2.3
Viết lại biểu thức.
V=π(1625-3(91-033))
Bước 12.2.4.19.2.4
Chia 9 cho 1.
V=π(1625-3(9-033))
V=π(1625-3(9-033))
V=π(1625-3(9-033))
Bước 12.2.4.20
Nâng 0 lên bất kỳ số mũ dương nào sẽ cho 0.
V=π(1625-3(9-03))
Bước 12.2.4.21
Triệt tiêu thừa số chung của 0 và 3.
Bước 12.2.4.21.1
Đưa 3 ra ngoài 0.
V=π(1625-3(9-3(0)3))
Bước 12.2.4.21.2
Triệt tiêu các thừa số chung.
Bước 12.2.4.21.2.1
Đưa 3 ra ngoài 3.
V=π(1625-3(9-3⋅03⋅1))
Bước 12.2.4.21.2.2
Triệt tiêu thừa số chung.
V=π(1625-3(9-3⋅03⋅1))
Bước 12.2.4.21.2.3
Viết lại biểu thức.
V=π(1625-3(9-01))
Bước 12.2.4.21.2.4
Chia 0 cho 1.
V=π(1625-3(9-0))
V=π(1625-3(9-0))
V=π(1625-3(9-0))
Bước 12.2.4.22
Nhân -1 với 0.
V=π(1625-3(9+0))
Bước 12.2.4.23
Cộng 9 và 0.
V=π(1625-3⋅9)
Bước 12.2.4.24
Nhân -3 với 9.
V=π(1625-27)
Bước 12.2.4.25
Để viết -27 ở dạng một phân số với mẫu số chung, hãy nhân với 55.
V=π(1625-27⋅55)
Bước 12.2.4.26
Kết hợp -27 và 55.
V=π(1625+-27⋅55)
Bước 12.2.4.27
Kết hợp các tử số trên mẫu số chung.
V=π(162-27⋅55)
Bước 12.2.4.28
Rút gọn tử số.
Bước 12.2.4.28.1
Nhân -27 với 5.
V=π(162-1355)
Bước 12.2.4.28.2
Trừ 135 khỏi 162.
V=π(275)
V=π(275)
Bước 12.2.4.29
Kết hợp π và 275.
V=π⋅275
Bước 12.2.4.30
Di chuyển 27 sang phía bên trái của π.
V=27π5
V=27π5
V=27π5
V=27π5
Bước 13
Kết quả có thể được hiển thị ở nhiều dạng.
Dạng chính xác:
V=27π5
Dạng thập phân:
V=16.96460032…
Bước 14