]> git.lyx.org Git - lyx.git/blob - lib/examples/tufte-book.lyx
Make math options loading automatic, see ticket 10661
[lyx.git] / lib / examples / tufte-book.lyx
1 #LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
2 \lyxformat 544
3 \begin_document
4 \begin_header
5 \save_transient_properties true
6 \origin /systemlyxdir/examples/
7 \textclass tufte-book
8 \use_default_options true
9 \maintain_unincluded_children false
10 \language english
11 \language_package default
12 \inputencoding auto
13 \fontencoding global
14 \font_roman "default" "default"
15 \font_sans "default" "default"
16 \font_typewriter "default" "default"
17 \font_math "auto" "auto"
18 \font_default_family default
19 \use_non_tex_fonts false
20 \font_sc false
21 \font_osf false
22 \font_sf_scale 100 100
23 \font_tt_scale 100 100
24 \use_microtype false
25 \use_dash_ligatures false
26 \graphics default
27 \default_output_format pdf2
28 \output_sync 0
29 \bibtex_command bibtex
30 \index_command default
31 \paperfontsize default
32 \spacing single
33 \use_hyperref true
34 \pdf_bookmarks true
35 \pdf_bookmarksnumbered false
36 \pdf_bookmarksopen true
37 \pdf_bookmarksopenlevel 1
38 \pdf_breaklinks false
39 \pdf_pdfborder true
40 \pdf_colorlinks false
41 \pdf_backref false
42 \pdf_pdfusetitle true
43 \papersize default
44 \use_geometry true
45 \use_package amsmath 1
46 \use_package amssymb 1
47 \use_package cancel 1
48 \use_package esint 1
49 \use_package mathdots 1
50 \use_package mathtools 1
51 \use_package mhchem 1
52 \use_package stackrel 1
53 \use_package stmaryrd 1
54 \use_package undertilde 1
55 \cite_engine basic
56 \cite_engine_type default
57 \biblio_style plain
58 \use_bibtopic false
59 \use_indices false
60 \paperorientation portrait
61 \suppress_date false
62 \justification true
63 \use_refstyle 0
64 \notefontcolor #0000ff
65 \index Index
66 \shortcut idx
67 \color #008000
68 \end_index
69 \secnumdepth 2
70 \tocdepth 2
71 \paragraph_separation indent
72 \paragraph_indentation default
73 \is_math_indent 0
74 \math_numbering_side default
75 \quotes_style english
76 \papercolumns 1
77 \papersides 1
78 \paperpagestyle default
79 \tracking_changes false
80 \output_changes false
81 \html_math_output 0
82 \html_css_as_file 0
83 \html_be_strict false
84 \use_minted 0
85 \end_header
86
87 \begin_body
88
89 \begin_layout Standard
90 \begin_inset Note Note
91 status open
92
93 \begin_layout Plain Layout
94
95 \series bold
96 Note
97 \series default
98 : To be able to view your file as PDF you must have the \SpecialChar LaTeX
99 -package 
100 \family sans
101 fpl
102 \family default
103  installed to your \SpecialChar LaTeX
104  system.
105  If you are using MiK\SpecialChar TeX
106 , you will automatically be asked to install this package
107  when previewing your file, if you are using \SpecialChar TeX
108 Live, use \SpecialChar TeX
109 Live's package manager.
110 \end_layout
111
112 \begin_layout Plain Layout
113
114 \series bold
115 Note 2
116 \series default
117 : If you wish to compile to PDF with plain \SpecialChar LaTeX
118  (instead of pdf\SpecialChar TeX
119 ), there is currently
120  a bug in the Tufte class that causes errors.
121  You can add the class option 'nols' (put this in the 
122 \begin_inset Quotes eld
123 \end_inset
124
125 Custom
126 \begin_inset Quotes erd
127 \end_inset
128
129  field of Document\SpecialChar menuseparator
130 Settings \SpecialChar menuseparator
131 Document Class) to get rid of the errors, but
132  this also removes letterspacing, an important part of the Tufte design.
133 \end_layout
134
135 \end_inset
136
137
138 \end_layout
139
140 \begin_layout Title
141 Tufte Examples
142 \end_layout
143
144 \begin_layout Author
145 Fake Author
146 \begin_inset Note Note
147 status open
148
149 \begin_layout Plain Layout
150 author of this example file: Jason Waskiewicz
151 \end_layout
152
153 \end_inset
154
155
156 \end_layout
157
158 \begin_layout Standard
159 \begin_inset CommandInset toc
160 LatexCommand tableofcontents
161
162 \end_inset
163
164
165 \end_layout
166
167 \begin_layout Chapter
168 The Features of the Tufte-book Class
169 \end_layout
170
171 \begin_layout Standard
172 In this document, it was endeavored to show some of the features of the
173  
174 \family sans
175 Tufte-book
176 \family default
177  class.
178  In the first chapter, their use is outlined.
179  In the second chapter, their use through a handout that was created in
180  a calculus class is demonstrated.
181 \end_layout
182
183 \begin_layout Section
184 Features
185 \end_layout
186
187 \begin_layout Standard
188 The 
189 \family sans
190 Tufte-book
191 \family default
192  class is based on the work of 
193 \noun on
194 Edward Tufte
195 \noun default
196 .
197  It provides the same functionality as the 
198 \family sans
199 Tufte-handout
200 \family default
201  class with book-specific additions.
202  Tufte's documents consist of a rather narrow column of text and a wide
203  column of margin notes and margin figures.
204  This is to improve readability.
205 \end_layout
206
207 \begin_layout Standard
208 The features provided by this format include:
209 \end_layout
210
211 \begin_layout Itemize
212 Margin figures
213 \end_layout
214
215 \begin_layout Itemize
216 Ordinary figures in text with captions in margins
217 \end_layout
218
219 \begin_layout Itemize
220 Full width figures and text when needed
221 \end_layout
222
223 \begin_layout Itemize
224 \begin_inset Quotes eld
225 \end_inset
226
227 Footnotes
228 \begin_inset Quotes erd
229 \end_inset
230
231  in margins
232 \end_layout
233
234 \begin_layout Itemize
235 Limited layers of sections and subsections
236 \end_layout
237
238 \begin_layout Standard
239 In this sample document, some of these features are demonstrated.
240  For a full demonstration, visit the tufte-latex website: 
241 \begin_inset Flex URL
242 status collapsed
243
244 \begin_layout Plain Layout
245
246 https://tufte-latex.github.io/tufte-latex/
247 \end_layout
248
249 \end_inset
250
251 .
252 \end_layout
253
254 \begin_layout Section
255 Page Layout
256 \end_layout
257
258 \begin_layout Standard
259 Tufte's margins are 
260 \begin_inset Quotes eld
261 \end_inset
262
263 ragged right
264 \begin_inset Quotes erd
265 \end_inset
266
267  rather than justified.
268 \begin_inset Flex Sidenote
269 status open
270
271 \begin_layout Plain Layout
272 To get justified text, add the option 
273 \emph on
274 justified
275 \emph default
276  to the 
277 \emph on
278 Custom
279 \emph default
280  field in 
281 \family sans
282 Document\SpecialChar menuseparator
283 Settings\SpecialChar menuseparator
284 Document Class
285 \family default
286 .
287 \end_layout
288
289 \end_inset
290
291  Ragged right text is used in most of his works, but the class option 
292 \emph on
293 justified
294 \emph default
295  is provided to change this.
296 \end_layout
297
298 \begin_layout Standard
299 Tufte also formats his pages asymmetrically.
300  This means that the marginalia appear on the right side on each page, whether
301  odd or even.
302  If you prefer, you can change that and have symmetric layout, as common
303  in traditional book typography, by using the 
304 \emph on
305 symmetric
306 \emph default
307  class option.
308 \begin_inset Flex Sidenote
309 status open
310
311 \begin_layout Plain Layout
312 To create a symmetric layout, add the option 
313 \emph on
314 symmetric
315 \emph default
316  to the 
317 \emph on
318 Custom
319 \emph default
320  field in 
321 \family sans
322 Document\SpecialChar menuseparator
323 Settings\SpecialChar menuseparator
324 Document Class
325 \family default
326 .
327 \end_layout
328
329 \end_inset
330
331
332 \end_layout
333
334 \begin_layout Standard
335 Finally, Tufte does not number his chapters or his sections.
336  If you like to refer to sections by number, move the 
337 \emph on
338 Numbering
339 \emph default
340  slider in 
341 \family sans
342 Document\SpecialChar menuseparator
343 Settings\SpecialChar menuseparator
344 Numbering & TOC
345 \family default
346  to the very right (as done in this document).
347 \begin_inset Flex Marginnote
348 status collapsed
349
350 \begin_layout Plain Layout
351 marginnote
352 \end_layout
353
354 \end_inset
355
356
357 \end_layout
358
359 \begin_layout Section
360 Figures
361 \end_layout
362
363 \begin_layout Standard
364 Tufte uses ordinary figure floats such as the following:
365 \end_layout
366
367 \begin_layout Standard
368 \begin_inset Float figure
369 wide false
370 sideways false
371 status open
372
373 \begin_layout Plain Layout
374 \begin_inset Box Boxed
375 position "t"
376 hor_pos "c"
377 has_inner_box 1
378 inner_pos "t"
379 use_parbox 0
380 use_makebox 0
381 width "100col%"
382 special "none"
383 height "1in"
384 height_special "totalheight"
385 thickness "0.4pt"
386 separation "3pt"
387 shadowsize "4pt"
388 framecolor "black"
389 backgroundcolor "none"
390 status open
391
392 \begin_layout Plain Layout
393 Imagine your favorite figure inside this box instead of this boring text.
394 \end_layout
395
396 \end_inset
397
398
399 \begin_inset Caption Standard
400
401 \begin_layout Plain Layout
402 An ordinary figure float.
403 \end_layout
404
405 \end_inset
406
407
408 \end_layout
409
410 \end_inset
411
412
413 \end_layout
414
415 \begin_layout Standard
416 Furthermore, he uses margin figures, as shown in Fig.
417 \begin_inset space ~
418 \end_inset
419
420
421 \begin_inset CommandInset ref
422 LatexCommand ref
423 reference "fig:margin-figure"
424
425 \end_inset
426
427 .
428 \end_layout
429
430 \begin_layout Standard
431 \begin_inset VSpace 5theight%
432 \end_inset
433
434
435 \end_layout
436
437 \begin_layout Standard
438 \begin_inset Float marginfigure
439 wide false
440 sideways false
441 status open
442
443 \begin_layout Plain Layout
444 \begin_inset Box Boxed
445 position "t"
446 hor_pos "c"
447 has_inner_box 1
448 inner_pos "t"
449 use_parbox 0
450 use_makebox 0
451 width "100col%"
452 special "none"
453 height "1in"
454 height_special "totalheight"
455 thickness "0.4pt"
456 separation "3pt"
457 shadowsize "4pt"
458 framecolor "black"
459 backgroundcolor "none"
460 status open
461
462 \begin_layout Plain Layout
463 Imagine your favorite photograph of a squirrel inside this box instead of
464  this boring text.
465 \end_layout
466
467 \end_inset
468
469
470 \begin_inset Caption Standard
471
472 \begin_layout Plain Layout
473 A margin figure.
474 \begin_inset CommandInset label
475 LatexCommand label
476 name "fig:margin-figure"
477
478 \end_inset
479
480
481 \end_layout
482
483 \end_inset
484
485
486 \end_layout
487
488 \end_inset
489
490
491 \end_layout
492
493 \begin_layout Standard
494 \begin_inset Note Greyedout
495 status open
496
497 \begin_layout Plain Layout
498
499 \series bold
500 Note:
501 \series default
502  If you are using margin figures or tables you must use the default float
503  placement option in the document settings under 
504 \family sans
505 Float
506 \begin_inset space ~
507 \end_inset
508
509 Placement
510 \family default
511 .
512 \end_layout
513
514 \end_inset
515
516
517 \end_layout
518
519 \begin_layout Standard
520 In the same vein, the 
521 \family sans
522 Tufte-book
523 \family default
524  class allows the use of tables, both in the margins and in the text.
525  The margin tables are recommended for a small set of data to illustrate
526  a concept such as 
527 \begin_inset Quotes eld
528 \end_inset
529
530 Look, distance-time data is quadratic when the object is falling.
531 \begin_inset Quotes erd
532 \end_inset
533
534  More detailed data such as flame test results and comments should be put
535  in a full-width table instead.
536 \end_layout
537
538 \begin_layout Standard
539 Finally, 
540 \family sans
541 Tufte-book
542 \family default
543  provides a full-width figure.
544  This one takes up the entire width of the page, i.
545 \begin_inset space \thinspace{}
546 \end_inset
547
548 e., text and margin.
549  See Fig.
550 \begin_inset space ~
551 \end_inset
552
553
554 \begin_inset CommandInset ref
555 LatexCommand ref
556 reference "fig:full-width-figure"
557
558 \end_inset
559
560  for an example.
561 \end_layout
562
563 \begin_layout Standard
564 \begin_inset Float figure
565 wide true
566 sideways false
567 status open
568
569 \begin_layout Plain Layout
570 \begin_inset Box Boxed
571 position "t"
572 hor_pos "c"
573 has_inner_box 1
574 inner_pos "t"
575 use_parbox 0
576 use_makebox 0
577 width "100line%"
578 special "none"
579 height "1in"
580 height_special "totalheight"
581 thickness "0.4pt"
582 separation "3pt"
583 shadowsize "4pt"
584 framecolor "black"
585 backgroundcolor "none"
586 status open
587
588 \begin_layout Plain Layout
589 Imagine your favorite photograph of a squirrel inside this box instead of
590  this boring text.
591 \end_layout
592
593 \end_inset
594
595
596 \begin_inset VSpace defskip
597 \end_inset
598
599
600 \end_layout
601
602 \begin_layout Plain Layout
603 \begin_inset Caption Standard
604
605 \begin_layout Plain Layout
606 A full-width figure.
607 \begin_inset CommandInset label
608 LatexCommand label
609 name "fig:full-width-figure"
610
611 \end_inset
612
613
614 \end_layout
615
616 \end_inset
617
618
619 \end_layout
620
621 \end_inset
622
623
624 \end_layout
625
626 \begin_layout Section
627 Working with Text
628 \end_layout
629
630 \begin_layout Standard
631 One of the most prominent and distinctive features of this style is the
632  extensive use of sidenotes.
633  There is a wide margin to provide ample room for sidenotes and small figures.
634  Any footnotes will automatically be converted to sidenotes.
635 \begin_inset Foot
636 status open
637
638 \begin_layout Plain Layout
639 This is a sidenote that was entered using a 
640 \family typewriter
641 footnote
642 \family default
643 .
644 \end_layout
645
646 \end_inset
647
648  Alternatively, you can also use the 
649 \family typewriter
650 Sidenote
651 \family default
652  inset directly; you'll find it in the 
653 \family sans
654 Insert\SpecialChar menuseparator
655 Custom Insets
656 \family default
657  menu.
658 \begin_inset Flex Sidenote
659 status open
660
661 \begin_layout Plain Layout
662 This is a sidenote that was entered using a 
663 \family typewriter
664 sidenote
665 \family default
666 .
667 \end_layout
668
669 \end_inset
670
671
672 \end_layout
673
674 \begin_layout Standard
675 If you like to place ancillary information in the margin without the sidenote
676  mark (the superscript number), you can use the 
677 \family typewriter
678 Marginnote
679 \family default
680  inset.
681  
682 \begin_inset Flex Marginnote
683 status open
684
685 \begin_layout Plain Layout
686 This is Tufte's margin note.
687  Notice that there isn't a number preceding the note, and there is no number
688  in the main text where this note was written.
689 \end_layout
690
691 \end_inset
692
693  The normal margin note will work as well, but it will look rather odd.
694 \begin_inset Marginal
695 status open
696
697 \begin_layout Plain Layout
698 This is a normal margin note.
699  Don't use it.
700 \end_layout
701
702 \end_inset
703
704
705 \end_layout
706
707 \begin_layout Standard
708 \begin_inset Flex NewThought
709 status open
710
711 \begin_layout Plain Layout
712 Another useful
713 \end_layout
714
715 \end_inset
716
717  innovation is Tufte's 
718 \family typewriter
719 NewThought
720 \family default
721  character style (
722 \family sans
723 Edit\SpecialChar menuseparator
724 TextStyle\SpecialChar menuseparator
725 NewThought
726 \family default
727 ).
728  It introduces new thoughts by means of small caps, as demonstrated in this
729  paragraph.
730  
731 \end_layout
732
733 \begin_layout Standard
734 The Tufte document classes include two new character styles and some improvement
735 s on existing commands for letterspacing.
736 \end_layout
737
738 \begin_layout Standard
739 When setting strings of 
740 \begin_inset Flex AllCaps
741 status open
742
743 \begin_layout Plain Layout
744 ALL CAPS
745 \end_layout
746
747 \end_inset
748
749  or 
750 \begin_inset Flex SmallCaps
751 status open
752
753 \begin_layout Plain Layout
754 small caps
755 \end_layout
756
757 \end_inset
758
759 , the letterspacing—that is, the spacing between the letters—should be increased
760  slightly.
761 \begin_inset CommandInset citation
762 LatexCommand cite
763 key "Bringhurst2005"
764 literal "true"
765
766 \end_inset
767
768  The 
769 \emph on
770 AllCaps
771 \emph default
772  character style (
773 \family sans
774 Edit\SpecialChar menuseparator
775 TextStyle\SpecialChar menuseparator
776 AllCaps
777 \family default
778 ) has proper letterspacing for strings of 
779 \begin_inset Flex AllCaps
780 status open
781
782 \begin_layout Plain Layout
783 FULL CAPITAL LETTERS
784 \end_layout
785
786 \end_inset
787
788 , and the 
789 \emph on
790 SmallCaps
791 \emph default
792  character style (
793 \family sans
794 Edit\SpecialChar menuseparator
795 TextStyle\SpecialChar menuseparator
796 SmallCaps
797 \family default
798 ) has letterspacing for 
799 \begin_inset Flex SmallCaps
800 status open
801
802 \begin_layout Plain Layout
803 small capital letters
804 \end_layout
805
806 \end_inset
807
808 .
809  These commands will also automatically convert the case of the text to
810  upper- or lowercase, respectively.
811 \end_layout
812
813 \begin_layout Standard
814 The normal 
815 \emph on
816 Small Caps
817 \emph default
818  shape has also been redefined to include letterspacing.
819  Its case is left as is, however.
820  This allows one to use both uppercase and lowercase letters: 
821 \shape smallcaps
822 The Initial Letters Of The Words In This Sentence Are Capitalized.
823 \end_layout
824
825 \begin_layout Standard
826 Finally, the
827 \emph on
828  Full Width
829 \emph default
830  paragraph environment provides a paragraph layout that stretches across
831  the main text block and the sidenotes area:
832 \end_layout
833
834 \begin_layout Full Width
835 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit.
836  Ut purus elit, vestibulum ut, placerat ac, adipiscing vitae, felis.
837  Curabitur dictum gravida mauris.
838  Nam arcu libero, nonummy eget, consectetuer id, vulputate a, magna.
839  Donec vehicula augue eu neque.
840  Pellentesque habitant morbi tristique senectus et netus et malesuada fames
841  ac turpis egestas.
842  Mauris ut leo.
843  Cras viverra metus rhoncus sem.
844  Nulla et lectus vestibulum urna fringilla ultrices.
845  Phasellus eu tellus sit amet tortor gravida placerat.
846  Integer sapien est, iaculis in, pretium quis, viverra ac, nunc.
847  Praesent eget sem vel leo ultrices bibendum.
848  Aenean faucibus.
849  Morbi dolor nulla, malesuada eu, pulvinar at, mollis ac, nulla.
850  Curabitur auctor semper nulla.
851  Donec varius orci eget risus.
852  Duis nibh mi, congue eu, accumsan eleifend, sagittis quis, diam.
853  Duis eget orci sit amet orci dignissim rutrum.
854 \end_layout
855
856 \begin_layout Section
857 References
858 \end_layout
859
860 \begin_layout Standard
861 References are placed alongside their citations as sidenotes, as well.
862  This can be accomplished using the normal citation command.
863 \begin_inset Foot
864 status collapsed
865
866 \begin_layout Plain Layout
867 The previous section includes a citation.
868 \end_layout
869
870 \end_inset
871
872
873 \end_layout
874
875 \begin_layout Standard
876 The complete list of references may also be printed automatically by using
877  
878 \family sans
879 Insert\SpecialChar menuseparator
880 Lists/TOC\SpecialChar menuseparator
881 Bib\SpecialChar TeX
882
883 \begin_inset space ~
884 \end_inset
885
886 Bibliography
887 \family default
888  (see the end of this document for an example.) If you do not want to print
889  a bibliography at the end of your document, place the 
890 \family sans
891 Bib\SpecialChar TeX
892
893 \begin_inset space ~
894 \end_inset
895
896 Bibliography
897 \family default
898  inset inside a \SpecialChar LyX
899  note and use the \SpecialChar LaTeX
900  command 
901 \family typewriter
902
903 \backslash
904 nobibliography
905 \family default
906  the text.
907 \end_layout
908
909 \begin_layout Chapter
910 Calculation of Volume: Sections 2.12–2.13
911 \end_layout
912
913 \begin_layout Standard
914 Imagine taking a function like 
915 \begin_inset Formula $y=\sqrt{x}$
916 \end_inset
917
918  and rotating it in 3 dimensions around the x-axis.
919  The resulting shape would look somewhat like a cup (on its side).
920  Interestingly, integration empowers us to do exactly this and to find out
921  how much water that cup could hold.
922 \end_layout
923
924 \begin_layout Section
925 Visualizing Rotation
926 \end_layout
927
928 \begin_layout Standard
929 \begin_inset Float marginfigure
930 wide false
931 sideways false
932 status open
933
934 \begin_layout Plain Layout
935 \begin_inset Box Boxed
936 position "t"
937 hor_pos "c"
938 has_inner_box 1
939 inner_pos "t"
940 use_parbox 0
941 use_makebox 0
942 width "100col%"
943 special "none"
944 height "1in"
945 height_special "totalheight"
946 thickness "0.4pt"
947 separation "3pt"
948 shadowsize "4pt"
949 framecolor "black"
950 backgroundcolor "none"
951 status open
952
953 \begin_layout Plain Layout
954 I had a graph of the square root function here.
955 \end_layout
956
957 \end_inset
958
959
960 \begin_inset Caption Standard
961
962 \begin_layout Plain Layout
963 \begin_inset CommandInset label
964 LatexCommand label
965 name "mar:A-graph-of"
966
967 \end_inset
968
969 A graph of 
970 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}$
971 \end_inset
972
973
974 \end_layout
975
976 \end_inset
977
978
979 \end_layout
980
981 \end_inset
982
983
984 \end_layout
985
986 \begin_layout Standard
987 \begin_inset Float marginfigure
988 wide false
989 sideways false
990 status open
991
992 \begin_layout Plain Layout
993 \begin_inset Box Boxed
994 position "t"
995 hor_pos "c"
996 has_inner_box 1
997 inner_pos "t"
998 use_parbox 0
999 use_makebox 0
1000 width "100col%"
1001 special "none"
1002 height "1in"
1003 height_special "totalheight"
1004 thickness "0.4pt"
1005 separation "3pt"
1006 shadowsize "4pt"
1007 framecolor "black"
1008 backgroundcolor "none"
1009 status open
1010
1011 \begin_layout Plain Layout
1012 Here I rotated the square root function and then drew a disk on the figure
1013  to illustrate how I would calculate the volume of the figure.
1014 \end_layout
1015
1016 \end_inset
1017
1018
1019 \begin_inset Caption Standard
1020
1021 \begin_layout Plain Layout
1022 \begin_inset CommandInset label
1023 LatexCommand label
1024 name "mar:rotated"
1025
1026 \end_inset
1027
1028 A graph of 
1029 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}$
1030 \end_inset
1031
1032  rotated about the x-axis and with additional remarks for integration.
1033 \end_layout
1034
1035 \end_inset
1036
1037
1038 \end_layout
1039
1040 \end_inset
1041
1042
1043 \end_layout
1044
1045 \begin_layout Standard
1046 Figure 
1047 \begin_inset CommandInset ref
1048 LatexCommand ref
1049 reference "mar:A-graph-of"
1050
1051 \end_inset
1052
1053  shows the plot of the function 
1054 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}.$
1055 \end_inset
1056
1057  Now, imagine that we rotate that function about the x-axis.
1058  The resulting figure would be somewhat like figure 
1059 \begin_inset CommandInset ref
1060 LatexCommand ref
1061 reference "mar:rotated"
1062
1063 \end_inset
1064
1065 .
1066  This is akin to a cup lying on its side.
1067  For the sake of clarity, the artist (me) drew a circle on the end of the
1068  figure to show that it is indeed rotated.
1069 \end_layout
1070
1071 \begin_layout Standard
1072 Now, suppose we wished to find the volume of the figure.
1073  When we integrated the original square root function to find its area,
1074  we imagined a series of rectangles inside the figure.
1075  Their height was 
1076 \begin_inset Formula $h=f(x)$
1077 \end_inset
1078
1079  and their width was 
1080 \begin_inset Formula $dx$
1081 \end_inset
1082
1083 .
1084  Since height multiplied by width was the area of each rectangle, we summed
1085  these areas and rewrote this as 
1086 \begin_inset Formula $\int\,f(x)\,dx$
1087 \end_inset
1088
1089 , or, in this specific case, 
1090 \begin_inset Formula $\int\,\sqrt{x}\,dx$
1091 \end_inset
1092
1093 .
1094 \end_layout
1095
1096 \begin_layout Standard
1097 To find the volume of our rotated figure the prodecure is quite similar.
1098  Begin by rotating each rectangle about the x-axis.
1099  This creates a series of cylinders.
1100 \begin_inset Flex Sidenote
1101 status collapsed
1102
1103 \begin_layout Plain Layout
1104 The text refers to these cylinders as "disks".
1105  This is standard practice in all the Calculus books I checked.
1106 \end_layout
1107
1108 \end_inset
1109
1110  Then, we can find the volume of each cylinder/disk.
1111  The basic formula is:
1112 \end_layout
1113
1114 \begin_layout Standard
1115 \begin_inset Formula 
1116 \[
1117 V=hA
1118 \]
1119
1120 \end_inset
1121
1122
1123 \end_layout
1124
1125 \begin_layout Standard
1126 \noindent
1127 where 
1128 \begin_inset Formula $h$
1129 \end_inset
1130
1131  is the height of the cylinder (width of the rectangle) 
1132 \begin_inset Formula $dx$
1133 \end_inset
1134
1135 .
1136  The area of each figure is a circle where 
1137 \begin_inset Formula $A=\pi r^{2}$
1138 \end_inset
1139
1140 .
1141  The radius in this case is the function 
1142 \begin_inset Formula $f(x)$
1143 \end_inset
1144
1145 .
1146  By substitution
1147 \end_layout
1148
1149 \begin_layout Standard
1150 \begin_inset Formula 
1151 \[
1152 A=\pi f^{2}(x)
1153 \]
1154
1155 \end_inset
1156
1157
1158 \end_layout
1159
1160 \begin_layout Standard
1161 \noindent
1162 In our specific case, 
1163 \end_layout
1164
1165 \begin_layout Standard
1166 \begin_inset Formula 
1167 \begin{eqnarray*}
1168 A & = & \pi\left(\sqrt{x}\right)^{2}\\
1169  & = & \pi x
1170 \end{eqnarray*}
1171
1172 \end_inset
1173
1174
1175 \end_layout
1176
1177 \begin_layout Standard
1178 To calculate the volume of one disk, we have
1179 \end_layout
1180
1181 \begin_layout Standard
1182 \begin_inset Formula 
1183 \[
1184 V=\pi x\,dx
1185 \]
1186
1187 \end_inset
1188
1189
1190 \end_layout
1191
1192 \begin_layout Standard
1193 \noindent
1194 or, in the general case
1195 \end_layout
1196
1197 \begin_layout Standard
1198 \begin_inset Formula 
1199 \[
1200 V=\pi f^{2}(x)\,dx
1201 \]
1202
1203 \end_inset
1204
1205
1206 \end_layout
1207
1208 \begin_layout Standard
1209 To find the volume of the figure between points 
1210 \begin_inset Formula $a$
1211 \end_inset
1212
1213  and 
1214 \begin_inset Formula $b$
1215 \end_inset
1216
1217  we sum the volumes by means of integration:
1218 \end_layout
1219
1220 \begin_layout Standard
1221 \begin_inset Formula 
1222 \begin{equation}
1223 \int_{a}^{b}\,\pi f^{2}(x)\,dx
1224 \end{equation}
1225
1226 \end_inset
1227
1228
1229 \end_layout
1230
1231 \begin_layout Standard
1232 \noindent
1233 In the specific example, over the interval 
1234 \begin_inset Formula $[0,4]$
1235 \end_inset
1236
1237
1238 \end_layout
1239
1240 \begin_layout Standard
1241 \begin_inset Formula 
1242 \begin{eqnarray*}
1243 \int_{0}^{4}\,\pi x\,dx & = & \pi\int_{0}^{4}\,x\,dx\\
1244  & = & \pi\left.\left(\frac{x^{2}}{2}\right)\right|_{0}^{4}\\
1245  & = & \pi\left(\frac{4^{2}}{2}-0\right)\\
1246  & = & 8\pi
1247 \end{eqnarray*}
1248
1249 \end_inset
1250
1251
1252 \end_layout
1253
1254 \begin_layout Standard
1255 \begin_inset Flex NewThought
1256 status open
1257
1258 \begin_layout Plain Layout
1259 Suppose I drill
1260 \end_layout
1261
1262 \end_inset
1263
1264  a special hole down the length of the cup we just worked with.
1265  It is made with a quadratic shaped bit.
1266 \begin_inset Flex Sidenote
1267 status collapsed
1268
1269 \begin_layout Plain Layout
1270 I have no idea how I'd do this in real life, but I'm making a point.
1271 \end_layout
1272
1273 \end_inset
1274
1275  I find that the hole the bit makes can be modeled with the function 
1276 \begin_inset Formula $g(x)=\frac{x^{2}}{16}$
1277 \end_inset
1278
1279 .
1280  I would need to subtract the volume of the material removed from the volume
1281  of the entire 
1282 \begin_inset Quotes eld
1283 \end_inset
1284
1285 cup
1286 \begin_inset Quotes erd
1287 \end_inset
1288
1289 .
1290  Each individual cylinder would become like a 
1291 \begin_inset Quotes eld
1292 \end_inset
1293
1294 washer
1295 \begin_inset Quotes erd
1296 \end_inset
1297
1298 .
1299  To get the area of one washer, I would use the formula
1300 \end_layout
1301
1302 \begin_layout Standard
1303 \begin_inset Float marginfigure
1304 wide false
1305 sideways false
1306 status open
1307
1308 \begin_layout Plain Layout
1309 \begin_inset Box Boxed
1310 position "t"
1311 hor_pos "c"
1312 has_inner_box 1
1313 inner_pos "t"
1314 use_parbox 0
1315 use_makebox 0
1316 width "100col%"
1317 special "none"
1318 height "1in"
1319 height_special "totalheight"
1320 thickness "0.4pt"
1321 separation "3pt"
1322 shadowsize "4pt"
1323 framecolor "black"
1324 backgroundcolor "none"
1325 status open
1326
1327 \begin_layout Plain Layout
1328 Here I used RLPlot to draw the square root function and the quadratic function.
1329  Then I used Inkscape to shade the area between them.
1330 \end_layout
1331
1332 \end_inset
1333
1334
1335 \begin_inset Caption Standard
1336
1337 \begin_layout Plain Layout
1338 The functions 
1339 \begin_inset Formula $f(x)$
1340 \end_inset
1341
1342  and 
1343 \begin_inset Formula $g(x)$
1344 \end_inset
1345
1346  and the area left by 
1347 \begin_inset Formula $f(x)-g(x)$
1348 \end_inset
1349
1350
1351 \end_layout
1352
1353 \end_inset
1354
1355
1356 \end_layout
1357
1358 \end_inset
1359
1360
1361 \end_layout
1362
1363 \begin_layout Standard
1364 \begin_inset Formula 
1365 \begin{eqnarray*}
1366 A_{washer} & = & A_{cup}-A_{drill}\\
1367  & = & \pi f^{2}(x)-\pi g^{2}(x)\\
1368  & = & \pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)
1369 \end{eqnarray*}
1370
1371 \end_inset
1372
1373
1374 \end_layout
1375
1376 \begin_layout Standard
1377 The volume of each washer would be
1378 \end_layout
1379
1380 \begin_layout Standard
1381 \begin_inset Formula 
1382 \begin{eqnarray*}
1383 V_{washer} & = & A_{washer}\,dx\\
1384  & = & \pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\,dx
1385 \end{eqnarray*}
1386
1387 \end_inset
1388
1389
1390 \end_layout
1391
1392 \begin_layout Standard
1393 \noindent
1394 Then, by summing the volumes of all the washers between points 
1395 \begin_inset Formula $a$
1396 \end_inset
1397
1398  and 
1399 \begin_inset Formula $b$
1400 \end_inset
1401
1402 , the integral is derived:
1403 \end_layout
1404
1405 \begin_layout Standard
1406 \begin_inset Formula 
1407 \begin{equation}
1408 \int_{a}^{b}\,\pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\,dx
1409 \end{equation}
1410
1411 \end_inset
1412
1413
1414 \end_layout
1415
1416 \begin_layout Standard
1417 In the case of our quadratic drill bit::
1418 \begin_inset Float marginfigure
1419 wide false
1420 sideways false
1421 status open
1422
1423 \begin_layout Plain Layout
1424 \begin_inset Box Boxed
1425 position "t"
1426 hor_pos "c"
1427 has_inner_box 1
1428 inner_pos "t"
1429 use_parbox 0
1430 use_makebox 0
1431 width "100col%"
1432 special "none"
1433 height "1in"
1434 height_special "totalheight"
1435 thickness "0.4pt"
1436 separation "3pt"
1437 shadowsize "4pt"
1438 framecolor "black"
1439 backgroundcolor "none"
1440 status open
1441
1442 \begin_layout Plain Layout
1443 This was the rotated set of 2 functions.
1444 \end_layout
1445
1446 \end_inset
1447
1448
1449 \begin_inset Caption Standard
1450
1451 \begin_layout Plain Layout
1452 The cup with a quadratic hole drilled down its length
1453 \end_layout
1454
1455 \end_inset
1456
1457
1458 \end_layout
1459
1460 \end_inset
1461
1462
1463 \end_layout
1464
1465 \begin_layout Standard
1466 \begin_inset Formula 
1467 \begin{eqnarray*}
1468 \int_{0}^{4}\,\pi\left(\left(\sqrt{x}\right)^{2}-\left(\frac{x^{2}}{16}\right)\right)\,dx & = & \pi\int_{0}^{4}\,\left(x-\frac{x^{4}}{256}\right)\,dx\\
1469  & = & \pi\left(\int_{0}^{4}\,x\,dx-\int_{0}^{4}\,\frac{x^{4}}{256}\,dx\right)\\
1470  & = & \pi\left(\left.\left(\frac{x^{2}}{2}\right)\right|_{0}^{4}-\left.\left(\frac{x^{5}}{1280}\right)\right|_{0}^{4}\right)\\
1471  & = & \pi\left(\left(\frac{4^{2}}{2}-0\right)-\left(\frac{4^{5}}{1280}-0\right)\right)\\
1472  & = & \pi\left(8-0.8\right)\\
1473  & = & 7.2\pi
1474 \end{eqnarray*}
1475
1476 \end_inset
1477
1478
1479 \end_layout
1480
1481 \begin_layout Standard
1482
1483 \end_layout
1484
1485 \begin_layout Section
1486 Homework 
1487 \end_layout
1488
1489 \begin_layout Itemize
1490 p114: 1, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15
1491 \end_layout
1492
1493 \begin_layout Standard
1494 \begin_inset CommandInset bibtex
1495 LatexCommand bibtex
1496 bibfiles "biblioExample"
1497 options "plainnat"
1498
1499 \end_inset
1500
1501
1502 \end_layout
1503
1504 \end_body
1505 \end_document