Aplikasi Pengamiran

3.4 Aplikasi Pengamiran
 
Imej ini menggambarkan aplikasi integrasi. Ia menampilkan kotak tengah berlabel 'Aplikasi Penyepaduan' dengan tiga anak panah menunjuk kepada contoh berbeza: 'Merancang Bekas' dengan imej bekas bertindan, 'Merancang Kubah dan Gerbang' dengan imej struktur kubah dan 'Pengumpulan Hujan' dengan imej awan hujan. Logo Pandai juga terdapat di kiri atas.
 
Contoh
Soalan

Rajah di bawah menunjukkan keratan rentas bagi sebuah tudung saji rotan berbentuk parabola yang boleh diwakili oleh persamaan 
\(y=-kx^2\), dengan keadaan \(y\) ialah tinggi, dalam cm, dan \(x\) ialah jejari, dalam cm, tudung saji itu.

Representasi visual keratan rentas penutup makanan rotan yang berbentuk parabola dengan ketinggian 50 cm dan diameter 100 cm.

(a) Tunjukkan bahawa \(k=\dfrac{1}{50}\).
(b) Cari isipadu, dalam sebutan \(\pi\), bahagian dalaman tudung saji itu.

Penyelesaian (a)

Diberi persamaan lengkung \(y=-kx^2\),

Disebabkan tiada sebutan pemalar dalam persamaan, maka lengkung tersebut hanya bersilang dengan titik asalan \(O(0,0)\).

Lakarkan graf fungsi tersebut,

Graf yang menggambarkan garis melengkung yang mewakili persamaan y=-kx, dengan titik akhir dan parameter berlabel.

Untuk mencari nilai \(k\), gantikan satu titik di atas lengkung tersebut ke dalam persamaan lengkung,

\(\begin{aligned} y&=-kx^2 \\ -50&=-k(50)^2 \\ -50&=-2500k \\ k&=\dfrac{50}{2500} \\ k&=\dfrac{1}{50}. \end{aligned}\)

Penyelesaian (b)

Untuk mencari isipadu, fungsi tersebut perlu dikisarkan \(360^\circ\) terhadap paksi-\(y\) daripada \(x=0\) hingga \(x=-50\).

Diberi persamaan lengkung,

\(y=-\dfrac{1}{50}x^2\).

Isipadu apabila dikisarkan \(360^\circ\) pada paksi-\(y\),

\(A=\int_a^b \pi x^2 \, dy\).

Ungkapkan \(x^2\) dalam persamaan lengkung,

\(\begin{aligned} y&=-\dfrac{1}{50}x^2 \\ x^2&=-50y. \end{aligned}\)

Gantikan nilai \(a\)\(b\) dan \(x^2\) dalam rumus tersebut,

\(\begin{aligned} A&=\int_{-50}^0 \pi (-50y) \, dy \\ &=-50\pi \int_{-50}^0 y \, dy \\ &=-50\pi \left[ \dfrac{y^2}{2} \right]_{-50}^0 \\ &=-50\pi \left[ 0-\dfrac{(-50)^2}{2} \right] \\ &=-50\pi [-1250] \\ &=62500\pi \text{ cm}^3. \end{aligned}\)

 

Aplikasi Pengamiran

3.4 Aplikasi Pengamiran
 
Imej ini menggambarkan aplikasi integrasi. Ia menampilkan kotak tengah berlabel 'Aplikasi Penyepaduan' dengan tiga anak panah menunjuk kepada contoh berbeza: 'Merancang Bekas' dengan imej bekas bertindan, 'Merancang Kubah dan Gerbang' dengan imej struktur kubah dan 'Pengumpulan Hujan' dengan imej awan hujan. Logo Pandai juga terdapat di kiri atas.
 
Contoh
Soalan

Rajah di bawah menunjukkan keratan rentas bagi sebuah tudung saji rotan berbentuk parabola yang boleh diwakili oleh persamaan 
\(y=-kx^2\), dengan keadaan \(y\) ialah tinggi, dalam cm, dan \(x\) ialah jejari, dalam cm, tudung saji itu.

Representasi visual keratan rentas penutup makanan rotan yang berbentuk parabola dengan ketinggian 50 cm dan diameter 100 cm.

(a) Tunjukkan bahawa \(k=\dfrac{1}{50}\).
(b) Cari isipadu, dalam sebutan \(\pi\), bahagian dalaman tudung saji itu.

Penyelesaian (a)

Diberi persamaan lengkung \(y=-kx^2\),

Disebabkan tiada sebutan pemalar dalam persamaan, maka lengkung tersebut hanya bersilang dengan titik asalan \(O(0,0)\).

Lakarkan graf fungsi tersebut,

Graf yang menggambarkan garis melengkung yang mewakili persamaan y=-kx, dengan titik akhir dan parameter berlabel.

Untuk mencari nilai \(k\), gantikan satu titik di atas lengkung tersebut ke dalam persamaan lengkung,

\(\begin{aligned} y&=-kx^2 \\ -50&=-k(50)^2 \\ -50&=-2500k \\ k&=\dfrac{50}{2500} \\ k&=\dfrac{1}{50}. \end{aligned}\)

Penyelesaian (b)

Untuk mencari isipadu, fungsi tersebut perlu dikisarkan \(360^\circ\) terhadap paksi-\(y\) daripada \(x=0\) hingga \(x=-50\).

Diberi persamaan lengkung,

\(y=-\dfrac{1}{50}x^2\).

Isipadu apabila dikisarkan \(360^\circ\) pada paksi-\(y\),

\(A=\int_a^b \pi x^2 \, dy\).

Ungkapkan \(x^2\) dalam persamaan lengkung,

\(\begin{aligned} y&=-\dfrac{1}{50}x^2 \\ x^2&=-50y. \end{aligned}\)

Gantikan nilai \(a\)\(b\) dan \(x^2\) dalam rumus tersebut,

\(\begin{aligned} A&=\int_{-50}^0 \pi (-50y) \, dy \\ &=-50\pi \int_{-50}^0 y \, dy \\ &=-50\pi \left[ \dfrac{y^2}{2} \right]_{-50}^0 \\ &=-50\pi \left[ 0-\dfrac{(-50)^2}{2} \right] \\ &=-50\pi [-1250] \\ &=62500\pi \text{ cm}^3. \end{aligned}\)