3. Siendo \( R \) limitada por \( y=\frac{1}{x^{3}}, x=1, x=3 \) e \( y=0 \), planteen las integrales con las que se calcula: i) el área de \( R \). ii) el volumen del sólido que genera \( R \) al rotar alrededor del eje \( y \). iii) el volumen del sólido que genera \( R \) al rotar alrededor de la recta \( y=-1 \). iv) el volumen del sólido que genera \( R \) al rotar alrededor de la recta \( x=4 \). 4. Calculen mediante integrales : a) el volumen de una esfera de radio \( a \). b) el volumen de un cono circular recto, siendo r el radio de la base y \( h \) la altura.
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Extra Insights
Para calcular el área de \( R \), que está limitada por \( y=\frac{1}{x^{3}} \), \( x=1 \), \( x=3 \) y \( y=0 \), se utiliza la integral definida: \[ A = \int_{1}^{3} \frac{1}{x^{3}} \, dx. \] Para el volumen del sólido que se genera al rotar \( R \) alrededor del eje \( y \), usaremos el método de los cilindros: \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} x \cdot \frac{1}{x^{3}} \, dx = 2\pi \int_{1}^{3} \frac{1}{x^{2}} \, dx. \] Para el volumen al rotar alrededor de la recta \( y=-1 \), se ajusta la función a \( y + 1 \): \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} \left(\frac{1}{x^{3}} + 1\right) x \, dx. \] Por último, al rotar alrededor de la recta \( x=4 \), se invierte la fórmula y se considera la distancia radial: \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} (4 - x) \cdot \frac{1}{x^{3}} \, dx. \] Ahora, para calcular el volumen de una esfera de radio \( a \), se puede usar la fórmula estándar: \[ V = \frac{4}{3} \pi a^3. \] Si preferimos abordarlo mediante integrales, el volumen se puede encontrar a partir de: \[ V = \int_{-a}^{a} \pi (a^2 - x^2) \, dx. \] Para el volumen de un cono circular recto, la fórmula es: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h, \] y se puede validar mediante la integral: \[ V = \int_{0}^{h} \pi \left(\frac{r}{h} x\right)^2 \, dx, \] donde \( \frac{r}{h}x \) es el radio a una altura \( x \).
