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Aufgabe:

Durch Rotation des Schaubildes der Funktion f um die y Achse mit f(x)


f(x)= 81x^2/10


Für x werte zwischen 0 und b entsteht ein Rotationskörper. Bestimmen Sie die Höhe h = f(b) so, dass der Körper das Volumen V = 5pi besitzt.


Problem/Ansatz:

Ich habe zuerst die umkehrfunktion gebildet und kam auf y= sqrt(10x)/9


Mit dem habe ich weiter gerechnet und kam auf den Wert sqrt(2) für b.


Ist das richtig ?

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Aloha :)

Wir rotieren die Funktion$$f(x)=\frac{81}{10}x^2\quad;\quad x\in[0\big|b]$$um die \(y\)-Achse. Das heißt, wir addieren Kreisflächen mir Radius \(x\) bzw. Fläche \(\pi x^2\) entlang der \(y\)-Achse:

$$V=\int\limits_{f(0)}^{f(b)}\pi x^2\,dy=\int\limits_0^b \pi x^2\,\frac{dy}{dx}\,dx=\int\limits_0^b\pi x^2\frac{81}{5}x\,dx=\frac{81\pi}{5}\int\limits_0^bx^3\,dx=\frac{81\pi}{20}\,b^4$$

Das \(b\) ist so zu wählen, dass das Volumen gleich \(5\pi\) ist:$$5\pi\stackrel!=V=\frac{81\pi}{20}\,b^4\implies b^4=\frac{100\pi}{81\pi}\implies b^2=\frac{10}{9}\implies b=\frac{\sqrt{10}}3$$

Die gesuchte Höhe ist also:$$h=f(b)=\frac{81}{10}\cdot b^2=\frac{81}{10}\cdot\frac{10}{9}=9$$

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