Das Volumen eines Rotationskörpers, der durch Drehung des Graphen um die Achse entsteht und durch und begrenzt wird, ist wie folgt gegeben:

 Aufgaben:

1

Bestimme das Volumen des Raums, der durch die Flächen begrenzt wird, die von den gegebenen Graphen und Geraden und begrenzt werden, wenn man um die Achse dreht:

Lösung

Wir wenden die Formel zur Berechnung des Volumens und die trigonometrische Identität an. Außerdem beachten wir, dass der Kosinus auf diesem Intervall teilweise negativ ist.

Wir wenden die trigonometrische Identität an:

Wir führen die Substitution für das zweite Integral durch und wenden die direkten Integrale an:

2

Berechne das Volumen des Zylinders, der durch das Rechteck entsteht, das von den Geraden und sowie der Achse begrenzt wird, wenn eine Drehung um diese Achse erfolgt.

Lösung

Wir wenden die Formel zur Berechnung des Volumens wie folgt an:

3

Bestimme das Volumen des Kegelstumpfs, der durch das Trapez entsteht, das von der x-Achse, der Geraden und den Koordinaten und begrenzt wird, wenn eine Drehung um erfolgt.

Lösung

Wir beginnen mit der Anwendung der Formel zur Berechnung des Volumens und führen die Berechnung des Binoms durch. Anschließend wenden wir die direkten Integrale an:

4

Berechne das Volumen, das entsteht, wenn man die durch die Graphen von begrenzte Fläche um die Achse dreht.

Lösung

Zunächst bestimmen wir die Schnittpunkte zwischen der Parabel und der Geraden:

Wir setzen die Funktionen gleich und ermitteln den Wert von xx:

Wir setzen die Werte von xx in eine der beiden Gleichungen ein, um die Werte von yy zu erhalten und so die Schnittpunkte zu ermitteln:

Volumen zwischen einer Parabel und einer Geraden

Die Parabel liegt im Integrationsintervall oberhalb der Geraden. Wenn wir also die Werte in die Formel für das Volumen einsetzen, erhalten wir:

5

Berechne das Volumen, das durch die Rotation der Fläche um die Achse entsteht, die durch die Parabel und die Gerade begrenzt wird.

Lösung

Da eine Drehung um die Achse erfolgt, wenden wir folgende Formel an:

Das Volumen ergibt sich aus dem Bereich zwischen Gerade und Parabel mit den Endpunkten und .

Volumen durch Parabel

Da die Parabel symmetrisch zur Achse ist, entspricht das Volumen dem Doppelten des Volumens, das zwischen und entsteht.

6

Berechne das Volumen der Kugel mit dem Radius r.

Lösung

Wir gehen von der Kreisgleichung aus.

Dreht man einen Halbkreis um die x-Achse, erhält man eine Kugel.

Volumen einer Kugel

Nun setzen wir die Werte in die Formel für das Volumen ein.

7

Bestimme das Volumen des Ellipsoids, das durch die Ellipse erzeugt wird, folgende Drehung erfolgt:

a Um die Hauptachse.

b Um die Nebenachse.

Lösung

a Um die Hauptachse.

Volumen einer Elllipse

Da die Ellipse bezüglich beider Achsen symmetrisch ist, ist das Volumen in beiden Fällen doppelt so groß wie dasjenige, das durch den Ellipsenabschnitt im ersten Quadranten begrenzt wird.

Wir bestimmen den Wert von und ermitteln die Grenzwerte der Integration.

Nun setzen wir in die Formel für das Volumen ein:

b Um die Nebenachse.

Wir bestimmen den Wert von und ermitteln die Grenzwerte der Integration.

Nun setzen wir in die Formel für das Volumen ein

Mit KI zusammenfassen:

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Katrin S.

Ich bin staatlich geprüfte Übersetzerin & Dolmetscherin mit den Arbeitssprachen Englisch, Spanisch, Deutsch. Meine Ausbildung habe ich am SDI München mit dem Fachgebiet Technik abvsolviert und übersetze hauptsächlich im technischen sowie mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Bei Superprof darf ich die Mathe-Expert*innen unterstützen, indem ich ihre Artikel ins Deutsche übersetze.