Enunciado

Calcule o volume do sólido gerado pela rotação da região infinita e o eixo x em torno do eixo x.

Passo 1

Lembre-se que para calcular o volume de um sólido rotacionado em relação ao eixo x , temos a seguinte fórmula,

V = ∫ a b   π R x 2   d x  

Onde R é o raio da rotação em torno do eixo x .

Vamos tentar encaixar nosso problema à situação acima, beleza?

Vamos tentar imaginar o solido. Veja a figura abaixo:

Percebe que nosso raio é a lei da própria curva? Sim?

Agora, vamos definir quem seria nossos limites de integração, beleza?

Como a rotação é infinita, então nosso limite superior tem que ser , e como nossa curva começa do 0 , este será nosso limite inferior. Então, agora é só calcular o babado, ok ? Partxiu!

V = ∫ 0 ∞     π   e - x 2 d x

Passo 2

Opps! Temos uma integral imprópria, então vamos fazer a seguinte a mudança que nossa integral ficar mais agradável,

V = ∫ 0 ∞     π   e - x 2 d x =   π lim b → ∞ ⁡ ∫ 0 b       e - 2 x   d x  

Agora é só resolver

π lim b → ∞ ⁡ ∫ 0 b       e - 2 x   d x = π   lim b → ∞ ⁡     [ - 1 2   e - b + 1 2 ] = π 2

Resposta

V = π 2

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