Determinar el área superficial que se obtiene al hacer girar la función f(x)=x² definida en el intervalo [ 0 , 4 ] y la función f(x) = 15 sen(x) en el intervalo [ 0 , 2 Pi ] ambas con respecto al eje x.
Primero realizamos una partición sobre el eje x, tomamos el intervalo [x(i) , x(i+1)] determinamos el segmento de recta que linealiza la función y se hace girar con respecto al eje x.
El área superficial es aproximadamente la suma de todas las franjas anteriormente obtenidas, y la aproximación es mejor entre mayor sea el número de particiones.
f1[x_] := x^2;
f2[x_] := 15 Sin[x/2];
b = 0.000001;
Manipulate[a = Switch[f, f1, 4, f2, 2 Pi];
ll = N[aa f[a (2 i - 1)/(2 n)]*
EuclideanDistance[{a (i - 1)/n, f[a (i - 1)/n]}, {a i/n,
f[a i/n]}]];
Show[ParametricPlot3D[{t, 0, f[t]}, {t, 0, 4},
PlotLabel ->
If[i > 0 && aa > b,
Row[{"Area de la franja = ", Dynamic[ll],
Unid^2, ""]],
RevolutionPlot3D[f[x], {x, 0, a}, {θ, 0, pp},
AspectRatio -> 1, Mesh -> (n - 1),
PlotRange -> {{0, 4}, {-16, 16}, {-16, 16}},
RevolutionAxis -> {1, 0, 0}, PlotStyle -> {Yellow, Opacity[0.2]},
ViewPoint -> {0, -10, 0}],
RevolutionPlot3D[{a (i - 1)/n (1 - t) + a i/n t, 0,
f[a (i - 1)/n] (1 - t) + f[a i/n] t}, {t, 0, 1}, {θ, 0,
aa}, RevolutionAxis -> {1, 0, 0}, Mesh -> 0,
PlotStyle -> {Red, Opacity[0.5]}],
Graphics3D[{Green,
If[seg, Table[
Line[{{a (k - 1)/n, 0, f[a (k - 1)/n]}, {a k/n, 0,
f[a k/n]}}], {k, n}]],
If[i > 0, {Red, AbsoluteThickness[3],
Line[{{a (i - 1)/n, 0, f[a (i - 1)/n]}, {a i/n, 0, f[a i/n]}}]},
Point[{0, 0, 0}]], Red,
If[part, Table[Point[{a k/n, 0, 0}], {k, 0, n}]],
If[proy, Table[Point[{a k/n, 0, f[a k/n]}], {k, 0, n}]], Dashed,
If[proy,
Table[Line[{{a k/n, 0, 0}, {a k/n, 0, f[a k/n]}}], {k, 0, n}]]}],
PlotRange -> {{0, a}, {-16, 16}, {-16, 16}}, AspectRatio -> 1,
ViewPoint -> {0, -10, 0}, AxesOrigin -> {0, 0, 0},
ImageSize -> Medium],
"Area Superficial"], {{f, f1,
"Función"}, {f1 ->
"f(x) =x^2 en [0,4]",
f2 -> "f(x) = 15 Sen(x/2) en [0,2Pi]"}},
Text[Style["Paso a paso", Medium]], {{part, False,
"Particiones"}, {False, True}}, {{n, 2,
Column[{"Número de", " Particiones"}]}, 1, 10, 1,
Appearance -> "Open"}, {{proy, False, "Proyecciones"}, {False,
True}}, {{seg, False, "Linealización"}, {False, True}}, {{i, 0,
"Escoger Partición"}, 0, n, 1,
Appearance -> "Open"}, {{aa, b, "Rotación de la franja"}, b, 2 Pi,
ControlType -> Trigger}, {{pp, b, "Rotación de la superficie"}, b,
2 Pi, ControlType -> Trigger}, ControlPlacement -> Left]