Omdreiningslegeme av lineær funksjon R2 V26

Omdreiningslegeme av lineær funksjon R2 V26

Graf til f

I koordinatsystemet ovenfor ser du grafen til funksjonen ff gitt ved

f(x)=2x1f(x) = 2x - 1

Et omdreiningslegeme framkommer ved at grafen til ff fra x=1x=1 til x=3x=3 dreies 360°360\degree rundt førsteaksen.

Regn ut volumet til omdreiningslegemet.

Fasit

V=62π3\underline{\underline{V = \dfrac{62\pi}{3}}}

LøsningsforslagKI-generert

Volumet av et omdreiningslegeme dannet ved å dreie grafen til ff fra x=ax = a til x=bx = b rundt xx-aksen er gitt ved

V=πab[f(x)]2dxV = \pi \int_{a}^{b} \left[ f(x) \right]^2 \, \mathrm{d}x

Vi setter inn f(x)=2x1f(x) = 2x - 1, a=1a = 1 og b=3b = 3:

V=π13(2x1)2dxV = \pi \int_{1}^{3} (2x - 1)^2 \, \mathrm{d}x

Vi ekspanderer kvadratet:

(2x1)2=4x24x+1(2x-1)^2 = 4x^2 - 4x + 1

Dermed blir integralet:

V=π13(4x24x+1)dx=π[4x332x2+x]13\begin{aligned} V &= \pi \int_{1}^{3} \left(4x^2 - 4x + 1\right) \mathrm{d}x \\[6pt] &= \pi \left[ \frac{4x^3}{3} - 2x^2 + x \right]_{1}^{3} \end{aligned}

Vi beregner antiderivativet i grensene:

[4x332x2+x]13=(427329+3)(432+1)=(3618+3)(431)=2113=63313=623\begin{aligned} \left[ \frac{4x^3}{3} - 2x^2 + x \right]_{1}^{3} &= \left(\frac{4 \cdot 27}{3} - 2 \cdot 9 + 3\right) - \left(\frac{4}{3} - 2 + 1\right) \\[6pt] &= \left(36 - 18 + 3\right) - \left(\frac{4}{3} - 1\right) \\[6pt] &= 21 - \frac{1}{3} \\[6pt] &= \frac{63}{3} - \frac{1}{3} \\[6pt] &= \frac{62}{3} \end{aligned}

Dermed er

V=π623=62π3\mathbf{V = \pi \cdot \frac{62}{3} = \underline{\underline{\frac{62\pi}{3}}}}
Sensorveiledning

Kandidater som har riktig strategi, men som får feil volum kan få 1 poeng. Kandidater som finner riktig volum ved å se på differansen mellom to kjegler får full uttelling.