Drehkörper - Volumen- und Mantelflächenberechnungen

Baustein 1 - 11(13)

Verallgemeinerung der Scheibenmethode zur Volumensformel

In Aufgabe 6 näherten wir das Kühlturmvolumen an, indem wir den Kühlturm in Zylinderscheiben gehüllt haben (Obersumme).
Hierbei entspricht die Höhe jeder Zylinderscheibe der gewählten Intervallbreite Dx . Der Radius r ergibt sich durch den größten Funktionswert des entsprechenden Intervalls.

1. Näherung des Kühlturmvolumens mit Dx = 0,5 ergab: V » 1.243.500 m3

2. Näherung des Kühlturmvolumens mit Dx = 0,25 ergab: V » 1.031.900 m3

Analog hierzu hätte man das Volumen annähern können, indem man den Kühlturm mit Zylinderscheiben füllt (Untersumme). Als Radius r ergibt sich hierbei der kleinste Funktionswert des entsprechenden Intervalls.

Betrachten Sie dies nochmals am Applet:       Zum Applet

Je kleiner nun die Intervallbreite Dx wird, desto genauer wird das tatsächliche Kühlturmvolumen mit der Obersumme und der Untersumme angenähert. Im Applet sehen Sie dies, wenn Sie den Schieber oben betätigen.

Betrachten Sie auch dies nochmals am Applet:     Zum Applet

Integralnäherung:
Wenn Dx nun gegen Null strebt, d.h. die Zylinderhöhen unendlich klein werden, so strebt die Differenz zwischen Ober- und Untersumme gegen Null: Die Summe der Zylindervolumina ergibt dann das tatsächliche Kühlturmvolumen.

Um nun die Volumenberechnungsformel der Integralrechnung zu erhalten, betrachten wir den Übergang für Dx gegen Null:


 

Ergebnis: Volumenformel für Drehkörper

 

 

 

Anmerkung zur Schreibweise

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hilfe zur Herleitung

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