Enunciado

Use o método das cascas cilíndricas para achar o volume gerado pela rotação em torno do eixo y da região limitada pelas curvas dadas. Esboce a região e uma casca típica.

y = e - x 2 ,   y = 0 , x = 0 ,   x = 1

Passo 1

Opa, bora começar com o esboço da região e de uma casca típica de:

y = e - x 2 ,   y = 0 , x = 0 ,   x = 1

Pra começar vamos esboçar a região delimitada pelas curvas acima:

Repara que a altura é igual a :

y = e - x 2

Aqui a gente vai usar o método das cascas cilíndricas! Fazendo uma rotação em torno do eixo y :

Passo 2

Para calcular o volume usamos a fórmula:

V = ∫ a b 2 π x f ( x ) d x

Onde 2 π x é a circunferência, f ( x ) é a altura e d x a espessura. Como vimos lá em cima a altura é igual a e - x 2 . Além disso as retas x = 0 e x = 1 delimitam a região, então:

V = ∫ 0 1 2 π x e - x 2 d x

Passo 3

Agora precisamos resolver:

V = ∫ 0 1 2 π x e - x 2 d x

Vamos usar substituição simples! Diremos que:

u = x ²

d u = 2 x d x

Vamos atualizar os limites de integração:

u = x 2 = 1 2 = 1

u = x 2 = 0 2 = 0

Então, substituindo e resolvendo temos:

V = π ∫ 0 1 e - u d u = π - e - u 0 1

Aplicando os limites de integração:

π - e - u 0 1 = π 1 - 1 e

Prontinho!

Resposta

V = π 1 - 1 e

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