Enunciado

Use qualquer método para encontrar a área da superfície gerada fazendo a curva girar em torno do eixo x .

y = s e n   x ,     0 ≤ x ≤ π

Passo 1

Para calcular essa área, podemos montar a fórmulinha:

A = 2 π ∫ a b f ( x ) 1 + f ' x 2 d x

E achar o valor dela. Vamos lá!

Passo 2

Vamos começar pelos extremos de integração. O enunciado já disse o intervalo para a gente, então:

a = 0 ,     b = π

A gente tem que:

f x = s e n   x

Precisamos derivar, e depois elevar ao quadrado:

f ' x = cos ⁡ x

f ' x 2 = cos 2 ⁡ x

Nossa integral fica então com essa carinha:

A = 2 π ∫ 0 π s e n   x 1 + cos 2 ⁡ x d x

Passo 3

Agora é só calcular. Podemos tentar usar a Fórmula 72 da tabela de integrais:

∫ u 2 + a 2   d u = u 2 u 2 + a 2 + a 2 2 ln ⁡ u + u 2 + a 2 + C

Mas como? Para chegar numa integral parecida com essa, precisamos usar a substituição:

u = cos ⁡ x

d u = - s e n   x   d x ∴ - d u = s e n   x   d x

Nossos limites de integração ficam assim com essa substituição:

u 1 = cos ⁡ 0 = 1

u 2 = cos ⁡ π = - 1

Aí nossa integral fica assim, considerando a = 1 e usando a fórmulinha:

A = - 2 π ∫ 1 - 1 1 + u 2 d u = - 2 π u 2 u 2 + 1 + 1 2 ln ⁡ u + u 2 + 1 ​ 1 - 1

Fazendo essas continhas, temos que:

A = 14,42359

Prontinho!

Resposta

A = 14,42359

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