Weber Evans
06/12/2024 · Elementary School
b) Determina el área correspondiente de la función \( y=\mathbf{2 5 -} \mathrm{x}^{2} \) desde \( \mathrm{x}=0 \) a \( \mathrm{x}=5 \) usando seis trapecios. Respuesta: \( \mathbf{8 2 . 7 5} \mathbf{u}^{\mathbf{2}} \)
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Step-by-step Solution
Para determinar el área bajo la curva de la función \( y = 25 - x^2 \) desde \( x = 0 \) hasta \( x = 5 \) utilizando el método de los trapecios con seis trapecios, seguimos estos pasos:
1. **Dividir el intervalo**: El intervalo de integración es de \( x = 0 \) a \( x = 5 \). Dividimos este intervalo en 6 subintervalos. La longitud de cada subintervalo (\( \Delta x \)) es:
\[
\Delta x = \frac{5 - 0}{6} = \frac{5}{6} \approx 0.8333
\]
2. **Calcular los puntos de evaluación**: Los puntos en los que evaluaremos la función son:
\[
x_0 = 0, \quad x_1 = \frac{5}{6}, \quad x_2 = \frac{10}{6} = \frac{5}{3}, \quad x_3 = \frac{15}{6} = \frac{5}{2}, \quad x_4 = \frac{20}{6} = \frac{10}{3}, \quad x_5 = \frac{25}{6}, \quad x_6 = 5
\]
3. **Evaluar la función**: Ahora evaluamos la función \( y = 25 - x^2 \) en estos puntos:
\[
y_0 = 25 - 0^2 = 25
\]
\[
y_1 = 25 - \left(\frac{5}{6}\right)^2 = 25 - \frac{25}{36} = \frac{900 - 25}{36} = \frac{875}{36} \approx 24.3056
\]
\[
y_2 = 25 - \left(\frac{5}{3}\right)^2 = 25 - \frac{25}{9} = \frac{225 - 25}{9} = \frac{200}{9} \approx 22.2222
\]
\[
y_3 = 25 - \left(\frac{5}{2}\right)^2 = 25 - \frac{25}{4} = \frac{100 - 25}{4} = \frac{75}{4} = 18.75
\]
\[
y_4 = 25 - \left(\frac{10}{3}\right)^2 = 25 - \frac{100}{9} = \frac{225 - 100}{9} = \frac{125}{9} \approx 13.8889
\]
\[
y_5 = 25 - \left(\frac{25}{6}\right)^2 = 25 - \frac{625}{36} = \frac{900 - 625}{36} = \frac{275}{36} \approx 7.6389
\]
\[
y_6 = 25 - 5^2 = 25 - 25 = 0
\]
4. **Aplicar la fórmula del trapecio**: La fórmula del área usando el método de los trapecios es:
\[
A \approx \frac{\Delta x}{2} \left( y_0 + 2y_1 + 2y_2 + 2y_3 + 2y_4 + 2y_5 + y_6 \right)
\]
Sustituyendo los valores:
\[
A \approx \frac{5/6}{2} \left( 25 + 2 \cdot \frac{875}{36} + 2 \cdot \frac{200}{9} + 2 \cdot \frac{75}{4} + 2 \cdot \frac{125}{9} + 2 \cdot \frac{275}{36} + 0 \right)
\]
Simplificando:
\[
A \approx \frac{5}{12} \left( 25 + \frac{1750}{36} + \frac{400}{9} + \frac{150}{4} + \frac{250}{9} + \frac{550}{36} \right)
\]
Para sumar, convertimos todos los términos a un denominador común (36):
\[
25 = \frac{900}{36}, \quad \frac{400}{9} = \frac{1600}{36}, \quad \frac{150}{4} =
Quick Answer
El área correspondiente a la función \( y = 25 - x^2 \) desde \( x = 0 \) a \( x = 5 \) usando seis trapecios es aproximadamente \( 82.75 \) unidades cuadradas.
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