Enunciado
Cálculo - Cálculo com Geometria Analítica Volume 1 - 3ª Edição - Louis Leithold- Ed: 3º - Capítulo 7.5 - Ex. 55b
Demonstre o volume da esfera.
Passo 1
Para esta demonstração, utilizamos o conceito de integral definida. Vamos supor a circunferência abaixo com centro na origem:
Se rotacionarmos a circunferência em torno do eixo x, obteremos uma esfera de centro na origem e raio r.
Temos que a equação da circunferência com o raio na origem é:
Logo:
Para encontrarmos o volume desta esfera, vamos supor fatias de larguras infinitesimais dx e raio y.
O volume do cilindro é dado por:
Como o raio do cilindro de altura infinitesimal é igual a dx e seu raio da base é igual a y, podemos reescrever a fórmula de seu volume como:
Podemos dizer que a esfera é formada por infinitos cilindros de alturas infinitesimais dx, onde seu raio y é variável para cada cilindro.
A soma desses cilindros de alturas infinitesimais é dado pela integral definida:
Como:
Temos:
Aplicando a integral:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)