Un solide a pour base la courbe décrite par la fonction \( y = x^2 \) de \( x = 0 \) à \( x = 2 \). Si chaque section transversale perpendicular aux axes \( x \) est un rectangle où la largeur est double de la hauteur, trouvez son volume.
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Pour trouver le volume du solide, nous allons d'abord établir la forme générale de la section transversale. La fonction \( y = x^2 \) donne la hauteur de chaque section transversale à un point donné \( x \). Puisque chaque section est un rectangle dont la largeur est le double de la hauteur, nous pouvons exprimer la largeur \( w \) du rectangle en fonction de la hauteur \( h \): \[ w = 2h = 2y = 2x^2 \] La section transversale est alors un rectangle de largeur \( 2x^2 \) et de hauteur \( x^2 \). Le volume d'un petit élément de solide, d'épaisseur \( dx \), est donné par le produit de la longueur, de la largeur et de l'épaisseur : \[ dV = \text{largeur} \times \text{hauteur} \times dx = (2x^2) \times (x^2) \times dx = 2x^4 \, dx \] Pour trouver le volume total \( V \), nous devons intégrer \( dV \) de \( x = 0 \) à \( x = 2 \): \[ V = \int_0^2 2x^4 \, dx \] Calculons cette intégrale : \[ V = 2 \int_0^2 x^4 \, dx = 2 \left[ \frac{x^5}{5} \right]_0^2 = 2 \left( \frac{2^5}{5} - 0 \right) = 2 \left( \frac{32}{5} \right) = \frac{64}{5} \] Ainsi, le volume du solide est \[ \boxed{\frac{64}{5}}. \]
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