Question
upstudy study bank question image url

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.

Ask by Ryan Mann. in Argentina
Mar 12,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

**Respuestas a los Problemas:** **3.** - **i) Área de \( R \):** \[ A = \int_{1}^{3} \frac{1}{x^{3}} \, dx \] - **ii) Volumen del sólido generado por \( R \) al rotar alrededor del eje \( y \):** \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} \frac{1}{x^{2}} \, dx \] - **iii) Volumen del sólido generado por \( R \) al rotar alrededor de la recta \( y = -1 \):** \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} \left( x + 1 \right) \cdot \frac{1}{x^{3}} \, dx \] - **iv) Volumen del sólido generado por \( R \) al rotar alrededor de la recta \( x = 4 \):** \[ V = \pi \int_{0}^{1} \left[ \left( 4 - \left( \frac{1}{y} \right)^{1/3} \right)^2 - \left( 4 - 1 \right)^2 \right] \, dy \] **4.** - **a) Volumen de una esfera de radio \( a \):** \[ V = \frac{4}{3} \pi a^{3} \] - **b) Volumen de un cono circular recto con radio de la base \( r \) y altura \( h \):** \[ V = \frac{1}{3} \pi r^{2} h \]

Solution

Alright, I need to address the given mathematical problems step by step. Let's start by understanding the first question, which involves setting up integrals for various geometric calculations based on the region \( R \) defined by the curves \( y = \frac{1}{x^{3}} \), \( x = 1 \), \( x = 3 \), and \( y = 0 \). **Problem 3:** - **i) Área de \( R \):** To find the area of region \( R \), I'll set up an integral with respect to \( x \) from \( x = 1 \) to \( x = 3 \). The area \( A \) can be calculated as: \[ A = \int_{1}^{3} \frac{1}{x^{3}} \, dx \] - **ii) Volumen del sólido generado por \( R \) al rotar alrededor del eje \( y \):** For the volume of the solid of revolution around the \( y \)-axis, I'll use the method of cylindrical shells. The volume \( V \) is given by: \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} x \cdot \frac{1}{x^{3}} \, dx = 2\pi \int_{1}^{3} \frac{1}{x^{2}} \, dx \] - **iii) Volumen del sólido generado por \( R \) al rotar alrededor de la recta \( y = -1 \):** Rotating around a horizontal line requires adjusting the radius of the shell. The volume \( V \) is: \[ V = 2\pi \int_{1}^{3} (x - (-1)) \cdot \frac{1}{x^{3}} \, dx = 2\pi \int_{1}^{3} \left( x + 1 \right) \cdot \frac{1}{x^{3}} \, dx \] - **iv) Volumen del sólido generado por \( R \) al rotar alrededor de la recta \( x = 4 \):** Rotating around a vertical line involves integrating with respect to \( y \). First, express \( x \) in terms of \( y \): \[ y = \frac{1}{x^{3}} \implies x = \left( \frac{1}{y} \right)^{1/3} \] The limits for \( y \) are from \( y = 0 \) to \( y = \frac{1}{1^{3}} = 1 \). The volume \( V \) is: \[ V = \pi \int_{0}^{1} \left[ \left( 4 - \left( \frac{1}{y} \right)^{1/3} \right)^2 - \left( 4 - 1 \right)^2 \right] \, dy \] **Problem 4:** - **a) Volumen de una esfera de radio \( a \):** The volume \( V \) of a sphere is given by the integral: \[ V = \frac{4}{3} \pi a^{3} \] - **b) Volumen de un cono circular recto con radio de la base \( r \) y altura \( h \):** The volume \( V \) of a right circular cone is: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^{2} h \] I need to ensure that all integrals are correctly set up and that the limits of integration are appropriate for each scenario. Additionally, for the sphere and cone, the standard formulas are well-known, but it's good to verify them using integration for completeness.

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

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 \( x \).

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy