Omdreiingslegeme til trigonometrisk funksjon
Funksjonen \(f\) er gitt ved
Vi roterer grafen til \(f\) om \(x\)-aksen.

- Bestem volumet av omdreiingslegemet vi da får.
Omdreiingslegemet skal plasseres i en rett kjegle med radius 4 og volum 45.
- Avgjør om omdreiingslegemet får plass i kjeglen.
a) \(\underline{\underline{V = \dfrac{-\pi^2 + 20\pi}{2} \approx 26{,}48}}\)
b) Nei, omdreiingslegemet får ikke plass i kjeglen.
a
Volumet av et omdreiingslegeme om \(x\)-aksen er gitt ved
Vi bruker GeoGebra CAS med kommandoen
Integral(pi * f(x)^2, x, pi/4, 3*pi/4)

CAS gir det eksakte svaret
Volumet av omdreiingslegemet er \(\underline{\underline{V = \dfrac{-\pi^2 + 20\pi}{2} \approx 26{,}48}}\).
b
Vi må sjekke om omdreiingslegemet kan plasseres inne i kjeglen.
Kjeglens høyde: Volumet av en rett kjegle er \(V_k = \dfrac{1}{3}\pi r^2 h\). Vi løser for \(h\):
Omdreiingslegemets ytterpunkter: Vi har
Lengden langs \(x\)-aksen er \(\frac{3\pi}{4} - \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{2} \approx 1{,}57\).
Plassering i kjeglen: Vi legger kjeglen slik at toppunktet er i origo og bunnen ved \(x = h\), slik at kjegleveggen er gitt ved den lineære funksjonen
For at omdreiingslegemet skal få plass, må radien \(f\) til omdreiingslegemet ligge under kjegleveggen \(g\) overalt. Plasser omdreiingslegemet slik at den smale enden tangerer kjegleveggen. Vi løser \(g(x) = f\!\left(\tfrac{\pi}{4}\right)\):
Da må den brede enden ligge ved \(x + \frac{\pi}{2} \approx 0{,}11 + 1{,}57 = 1{,}68\). Den resterende plassen i kjeglen fra \(x \approx 0{,}11\) til \(x = h\) er
Men kjegleveggen smalner — i posisjon \(x \approx 1{,}68\) er kjegleradien
Omdreiingslegemets brede ende har radius \(\approx 3{,}83 > 2{,}50\), så den brede enden stikker utenfor kjeglen.
Alternativ tilnærming: Vi kan også forsøke å plassere den brede enden mot bunnen. Da må \(h - x_\text{smal} \geq \frac{\pi}{2}\), dvs. \(x_\text{smal} \leq h - \frac{\pi}{2} \approx 1{,}11\). Men i denne posisjonen er kjegleradien
så den smale enden stikker også utenfor.
Uansett orientering passer altså ikke omdreiingslegemet inn i kjeglen.
Nei, omdreiingslegemet får ikke plass i kjeglen.