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Rotationsvolumen-Rechner

Berechnen Sie Volumina von Rotationskörpern, die durch Rotation von Kurven um Achsen entstehen, mit Scheiben- und Zylinderschalenmethode

Beispiele: sqrt(x), x^2, sin(x), exp(x). ln(x) ist der natürliche Logarithmus, log(x) der Zehnerlogarithmus. Für Kreisringe muss 0 ≤ r(x) ≤ R(x) gelten; Zylinderschalen erfordern x ≥ 0 und f(x) ≥ 0 im gesamten Intervall.

Ergebnisse

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Theorie & Formel

Rotationsvolumen

Wenn eine Kurve um eine Achse rotiert wird, entsteht ein dreidimensionaler Körper. Das Volumen kann mit der Scheibenmethode oder der Zylinderschalenmethode berechnet werden.

Scheibenmethode

Verwendet beim Rotieren einer durch f(x) und die x-Achse begrenzten Fläche. Jeder Querschnitt ist eine Scheibe.

\(V = \pi \int_a^b [f(x)]^2 \, dx\)

Kreisringmethode

Verwendet beim Rotieren einer Fläche zwischen zwei Funktionen. Jeder Querschnitt ist ein Kreisring (Scheibe mit Loch).

\(V = \pi \int_a^b ([R(x)]^2 - [r(x)]^2) \, dx\)

Zylinderschalenmethode

Verwendet beim Rotieren um eine vertikale Achse. Jede Zylinderschale hat den Radius x und die Höhe f(x).

\(V = 2\pi \int_a^b x \cdot f(x) \, dx\)

Beispiel

Berechnen Sie das Volumen, wenn y = √x von x=0 bis x=4 um die x-Achse rotiert wird:

\(f(x) = \sqrt{x}, \quad [0, 4]\)\(V = \pi \int_0^4 (\sqrt{x})^2 \, dx = \pi \int_0^4 x \, dx\)\(V = \pi \left[\frac{x^2}{2}\right]_0^4 = \pi \cdot 8 = 8\pi \approx 25.13\)
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