]> git.lyx.org Git - lyx.git/blob - lib/examples/tufte-book.lyx
* tufte-book: fix demonstration of full-width figure.
[lyx.git] / lib / examples / tufte-book.lyx
1 #LyX 1.6.5svn created this file. For more info see http://www.lyx.org/
2 \lyxformat 345
3 \begin_document
4 \begin_header
5 \textclass tufte-book
6 \use_default_options true
7 \language english
8 \inputencoding auto
9 \font_roman default
10 \font_sans default
11 \font_typewriter default
12 \font_default_family default
13 \font_sc false
14 \font_osf false
15 \font_sf_scale 100
16 \font_tt_scale 100
17
18 \graphics default
19 \paperfontsize default
20 \spacing single
21 \use_hyperref false
22 \papersize default
23 \use_geometry true
24 \use_amsmath 1
25 \use_esint 1
26 \cite_engine basic
27 \use_bibtopic false
28 \paperorientation portrait
29 \secnumdepth 2
30 \tocdepth 2
31 \paragraph_separation indent
32 \defskip medskip
33 \quotes_language english
34 \papercolumns 1
35 \papersides 1
36 \paperpagestyle default
37 \tracking_changes false
38 \output_changes false
39 \author "" 
40 \author "" 
41 \end_header
42
43 \begin_body
44
45 \begin_layout Standard
46 \begin_inset Note Note
47 status open
48
49 \begin_layout Plain Layout
50
51 \series bold
52 Important note:
53 \series default
54  The menu 
55 \family sans
56 Insert\SpecialChar \menuseparator
57 Hyperlinks
58 \family default
59  and the 
60 \family sans
61 PDF properties
62 \family default
63  in the 
64 \family sans
65 Document\SpecialChar \menuseparator
66 Settings
67 \family default
68  menu cannot be used for tufte document classes!
69 \end_layout
70
71 \end_inset
72
73
74 \end_layout
75
76 \begin_layout Title
77 Tufte Examples
78 \end_layout
79
80 \begin_layout Author
81 Fake Author
82 \begin_inset Note Note
83 status open
84
85 \begin_layout Plain Layout
86 author of this example file: Jason Waskiewicz
87 \end_layout
88
89 \end_inset
90
91
92 \end_layout
93
94 \begin_layout Standard
95 \begin_inset CommandInset toc
96 LatexCommand tableofcontents
97
98 \end_inset
99
100
101 \end_layout
102
103 \begin_layout Chapter
104 The Features of the Tufte-book Class
105 \end_layout
106
107 \begin_layout Standard
108 In this document, it was endeavored to show some of the features of the
109  
110 \family sans
111 Tufte-book
112 \family default
113  class.
114  In the first chapter, their use is outlined.
115  In the second chapter, their use through a handout that was created in
116  a calculus class is demonstrated.
117 \end_layout
118
119 \begin_layout Section
120 Features
121 \end_layout
122
123 \begin_layout Standard
124 The 
125 \family sans
126 Tufte-book
127 \family default
128  class is based on the work of 
129 \noun on
130 Edward Tufte
131 \noun default
132 .
133  It provides the same functionality as the 
134 \family sans
135 Tufte-handout
136 \family default
137  class with book-specific additions.
138  Tufte's documents consist of a rather narrow column of text and a wide
139  column of margin notes and margin figures.
140  This is to improve readability.
141 \end_layout
142
143 \begin_layout Standard
144 The features provided by this format include:
145 \end_layout
146
147 \begin_layout Itemize
148 Margin figures
149 \end_layout
150
151 \begin_layout Itemize
152 Ordinary figures in text with captions in margins
153 \end_layout
154
155 \begin_layout Itemize
156 Full width figures and text when needed
157 \end_layout
158
159 \begin_layout Itemize
160 \begin_inset Quotes eld
161 \end_inset
162
163 Footnotes
164 \begin_inset Quotes erd
165 \end_inset
166
167  in margins
168 \end_layout
169
170 \begin_layout Itemize
171 Limited layers of sections and subsections
172 \end_layout
173
174 \begin_layout Standard
175 In this sample document, some of these features are demonstrated.
176  For a full demonstration, visit the tufte-latex website: 
177 \begin_inset Flex URL
178 status collapsed
179
180 \begin_layout Plain Layout
181
182 http://code.google.com/p/tufte-latex
183 \end_layout
184
185 \end_inset
186
187 .
188 \end_layout
189
190 \begin_layout Section
191 Page Layout
192 \end_layout
193
194 \begin_layout Standard
195 Tufte's margins are 
196 \begin_inset Quotes eld
197 \end_inset
198
199 ragged right
200 \begin_inset Quotes erd
201 \end_inset
202
203  rather than justified.
204 \begin_inset Flex Sidenote
205 status open
206
207 \begin_layout Plain Layout
208 To get justified text, add the option 
209 \emph on
210 justified
211 \emph default
212  to the 
213 \emph on
214 Custom
215 \emph default
216  field in 
217 \family sans
218 Document\SpecialChar \menuseparator
219 Settings\SpecialChar \menuseparator
220 Document Class
221 \family default
222 .
223 \end_layout
224
225 \end_inset
226
227  Ragged right text is used in most of his works, but the class option 
228 \emph on
229 justified
230 \emph default
231  is provided to change this.
232 \end_layout
233
234 \begin_layout Standard
235 Tufte also formats his pages asymmetrically.
236  This means that the marginalia appear on the right side on each page, whether
237  odd or even.
238  If you prefer, you can change that and have symmetric layout, as common
239  in traditional book typography, by using the 
240 \emph on
241 symmetric
242 \emph default
243  class option.
244 \begin_inset Flex Sidenote
245 status open
246
247 \begin_layout Plain Layout
248 To create a symmetric layout, add the option 
249 \emph on
250 symmetric
251 \emph default
252  to the 
253 \emph on
254 Custom
255 \emph default
256  field in 
257 \family sans
258 Document\SpecialChar \menuseparator
259 Settings\SpecialChar \menuseparator
260 Document Class
261 \family default
262 .
263 \end_layout
264
265 \end_inset
266
267
268 \end_layout
269
270 \begin_layout Standard
271 Finally, Tufte does not number his chapters or his sections.
272  If you like to refer to sections by number, move the 
273 \emph on
274 Numbering
275 \emph default
276  slider in 
277 \family sans
278 Document\SpecialChar \menuseparator
279 Settings\SpecialChar \menuseparator
280 Numbering & TOC
281 \family default
282  to the very right (as done in this document).
283 \begin_inset Flex Marginnote
284 status collapsed
285
286 \begin_layout Plain Layout
287 marginnote
288 \end_layout
289
290 \end_inset
291
292
293 \end_layout
294
295 \begin_layout Section
296 Figures
297 \end_layout
298
299 \begin_layout Standard
300 Tufte uses ordinary figure floats such as the following:
301 \end_layout
302
303 \begin_layout Standard
304 \begin_inset Float figure
305 wide false
306 sideways false
307 status open
308
309 \begin_layout Plain Layout
310 \begin_inset Box Boxed
311 position "t"
312 hor_pos "c"
313 has_inner_box 1
314 inner_pos "t"
315 use_parbox 0
316 width "100col%"
317 special "none"
318 height "1in"
319 height_special "totalheight"
320 status open
321
322 \begin_layout Plain Layout
323 Imagine your favorite figure inside this box instead of this boring text.
324 \end_layout
325
326 \end_inset
327
328
329 \begin_inset Caption
330
331 \begin_layout Plain Layout
332 An ordinary figure float.
333 \end_layout
334
335 \end_inset
336
337
338 \end_layout
339
340 \end_inset
341
342
343 \end_layout
344
345 \begin_layout Standard
346 Furthermore, he uses margin figures, as shown in Fig.
347 \begin_inset space ~
348 \end_inset
349
350
351 \begin_inset CommandInset ref
352 LatexCommand ref
353 reference "fig:margin-figure"
354
355 \end_inset
356
357 .
358 \end_layout
359
360 \begin_layout Standard
361 \begin_inset Float marginfigure
362 wide false
363 sideways false
364 status open
365
366 \begin_layout Plain Layout
367 \begin_inset Box Boxed
368 position "t"
369 hor_pos "c"
370 has_inner_box 1
371 inner_pos "t"
372 use_parbox 0
373 width "100col%"
374 special "none"
375 height "1in"
376 height_special "totalheight"
377 status open
378
379 \begin_layout Plain Layout
380 Imagine your favorite photograph of a squirrel inside this box instead of
381  this boring text.
382 \end_layout
383
384 \end_inset
385
386
387 \begin_inset Caption
388
389 \begin_layout Plain Layout
390 A margin figure.
391 \begin_inset CommandInset label
392 LatexCommand label
393 name "fig:margin-figure"
394
395 \end_inset
396
397
398 \end_layout
399
400 \end_inset
401
402
403 \end_layout
404
405 \end_inset
406
407
408 \end_layout
409
410 \begin_layout Standard
411 In the same vein, the 
412 \family sans
413 Tufte-book
414 \family default
415  class allows the use of tables, both in the margins and in the text.
416  The margin tables are recommended for a small set of data to illustrate
417  a concept such as 
418 \begin_inset Quotes eld
419 \end_inset
420
421 Look, distance-time data is quadratic when the object is falling.
422 \begin_inset Quotes erd
423 \end_inset
424
425  More detailed data such as flame test results and comments should be put
426  in a full-width table instead.
427 \end_layout
428
429 \begin_layout Standard
430 Finally, 
431 \family sans
432 Tufte-book
433 \family default
434  provides a full-width figure.
435  This one takes up the entire width of the page, i.
436 \begin_inset space \thinspace{}
437 \end_inset
438
439 e., text and margin.
440  See Fig.
441 \begin_inset space ~
442 \end_inset
443
444
445 \begin_inset CommandInset ref
446 LatexCommand ref
447 reference "fig:full-width-figure"
448
449 \end_inset
450
451  for an example.
452 \end_layout
453
454 \begin_layout Standard
455 \begin_inset Float figure
456 wide true
457 sideways false
458 status open
459
460 \begin_layout Plain Layout
461 \begin_inset Box Boxed
462 position "t"
463 hor_pos "c"
464 has_inner_box 1
465 inner_pos "t"
466 use_parbox 0
467 width "100line%"
468 special "none"
469 height "1in"
470 height_special "totalheight"
471 status open
472
473 \begin_layout Plain Layout
474 Imagine your favorite photograph of a squirrel inside this box instead of
475  this boring text.
476 \end_layout
477
478 \end_inset
479
480
481 \begin_inset VSpace defskip
482 \end_inset
483
484
485 \end_layout
486
487 \begin_layout Plain Layout
488 \begin_inset Caption
489
490 \begin_layout Plain Layout
491 A full-width figure.
492 \begin_inset CommandInset label
493 LatexCommand label
494 name "fig:full-width-figure"
495
496 \end_inset
497
498
499 \end_layout
500
501 \end_inset
502
503
504 \end_layout
505
506 \end_inset
507
508
509 \end_layout
510
511 \begin_layout Section
512 Working with Text
513 \end_layout
514
515 \begin_layout Standard
516 One of the most prominent and distinctive features of this style is the
517  extensive use of sidenotes.
518  There is a wide margin to provide ample room for sidenotes and small figures.
519  Any footnotes will automatically be converted to sidenotes.
520 \begin_inset Foot
521 status open
522
523 \begin_layout Plain Layout
524 This is a sidenote that was entered using a 
525 \family typewriter
526 footnote
527 \family default
528 .
529 \end_layout
530
531 \end_inset
532
533  Alternatively, you can also use the 
534 \family typewriter
535 Sidenote
536 \family default
537  inset directly; you'll find it in the 
538 \family sans
539 Insert\SpecialChar \menuseparator
540 Custom Insets
541 \family default
542  menu.
543 \begin_inset Flex Sidenote
544 status open
545
546 \begin_layout Plain Layout
547 This is a sidenote that was entered using a 
548 \family typewriter
549 sidenote
550 \family default
551 .
552 \end_layout
553
554 \end_inset
555
556
557 \end_layout
558
559 \begin_layout Standard
560 If you like to place ancillary information in the margin without the sidenote
561  mark (the superscript number), you can use the 
562 \family typewriter
563 Marginnote
564 \family default
565  inset.
566  
567 \begin_inset Flex Marginnote
568 status open
569
570 \begin_layout Plain Layout
571 This is Tufte's margin note.
572  Notice that there isn't a number preceding the note, and there is no number
573  in the main text where this note was written.
574 \end_layout
575
576 \end_inset
577
578  The normal margin note will work as well, but it will look rather odd.
579 \begin_inset Marginal
580 status open
581
582 \begin_layout Plain Layout
583 This is a normal margin note.
584  Don't use it.
585 \end_layout
586
587 \end_inset
588
589
590 \end_layout
591
592 \begin_layout Standard
593 \begin_inset Flex NewThought
594 status open
595
596 \begin_layout Plain Layout
597 Another useful
598 \end_layout
599
600 \end_inset
601
602  innovation is Tufte's 
603 \family typewriter
604 NewThought
605 \family default
606  character style (
607 \family sans
608 Edit\SpecialChar \menuseparator
609 TextStyle\SpecialChar \menuseparator
610 NewThought
611 \family default
612 ).
613  It introduces new thoughts by means of small caps, as demonstrated in this
614  paragraph.
615  
616 \end_layout
617
618 \begin_layout Standard
619 The Tufte document classes include two new character styles and some improvement
620 s on existing commands for letterspacing.
621 \end_layout
622
623 \begin_layout Standard
624 When setting strings of 
625 \begin_inset Flex AllCaps
626 status open
627
628 \begin_layout Plain Layout
629 ALL CAPS
630 \end_layout
631
632 \end_inset
633
634  or 
635 \begin_inset Flex SmallCaps
636 status open
637
638 \begin_layout Plain Layout
639 Small Caps
640 \end_layout
641
642 \end_inset
643
644 , the letterspacing---that is, the spacing between the letters---should
645  be increased slightly.
646 \begin_inset CommandInset citation
647 LatexCommand cite
648 key "Bringhurst2005"
649
650 \end_inset
651
652  The 
653 \emph on
654 AllCaps
655 \emph default
656  character style (
657 \family sans
658 Edit\SpecialChar \menuseparator
659 TextStyle\SpecialChar \menuseparator
660 AllCaps
661 \family default
662 ) has proper letterspacing for strings of 
663 \begin_inset Flex AllCaps
664 status open
665
666 \begin_layout Plain Layout
667 FULL CAPITAL LETTERS
668 \end_layout
669
670 \end_inset
671
672 , and the 
673 \emph on
674 SmallCaps
675 \emph default
676  character style (
677 \family sans
678 Edit\SpecialChar \menuseparator
679 TextStyle\SpecialChar \menuseparator
680 SmallCaps
681 \family default
682 ) has letterspacing for 
683 \begin_inset Flex SmallCaps
684 status open
685
686 \begin_layout Plain Layout
687 small capital letters
688 \end_layout
689
690 \end_inset
691
692 .
693  These commands will also automatically convert the case of the text to
694  upper- or lowercase, respectively.
695 \end_layout
696
697 \begin_layout Standard
698 The normal 
699 \emph on
700 Small Caps
701 \emph default
702  shape has also been redefined to include letterspacing.
703  Its case is left as is, however.
704  This allows one to use both uppercase and lowercase letters: 
705 \shape smallcaps
706 The Initial Letters Of The Words In This Sentence Are Capitalized.
707 \end_layout
708
709 \begin_layout Standard
710 Finally, the
711 \emph on
712  Full Width
713 \emph default
714  paragraph environment provides a paragraph layout that stretches across
715  the main text block and the sidenotes area:
716 \end_layout
717
718 \begin_layout Full Width
719 Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit.
720  Ut purus elit, vestibulum ut, placerat ac, adipiscing vitae, felis.
721  Curabitur dictum gravida mauris.
722  Nam arcu libero, nonummy eget, consectetuer id, vulputate a, magna.
723  Donec vehicula augue eu neque.
724  Pellentesque habitant morbi tristique senectus et netus et malesuada fames
725  ac turpis egestas.
726  Mauris ut leo.
727  Cras viverra metus rhoncus sem.
728  Nulla et lectus vestibulum urna fringilla ultrices.
729  Phasellus eu tellus sit amet tortor gravida placerat.
730  Integer sapien est, iaculis in, pretium quis, viverra ac, nunc.
731  Praesent eget sem vel leo ultrices bibendum.
732  Aenean faucibus.
733  Morbi dolor nulla, malesuada eu, pulvinar at, mollis ac, nulla.
734  Curabitur auctor semper nulla.
735  Donec varius orci eget risus.
736  Duis nibh mi, congue eu, accumsan eleifend, sagittis quis, diam.
737  Duis eget orci sit amet orci dignissim rutrum.
738 \end_layout
739
740 \begin_layout Section
741 References
742 \end_layout
743
744 \begin_layout Standard
745 References are placed alongside their citations as sidenotes, as well.
746  This can be accomplished using the normal citation command.
747 \begin_inset Foot
748 status collapsed
749
750 \begin_layout Plain Layout
751 The previous section includes a citation.
752 \end_layout
753
754 \end_inset
755
756
757 \end_layout
758
759 \begin_layout Standard
760 The complete list of references may also be printed automatically by using
761  
762 \family sans
763 Insert\SpecialChar \menuseparator
764 Lists/TOC\SpecialChar \menuseparator
765 BibTeX
766 \begin_inset space ~
767 \end_inset
768
769 Bibliography
770 \family default
771  (see the end of this document for an example.) If you do not want to print
772  a bibliography at the end of your document, place the 
773 \family sans
774 BibTeX
775 \begin_inset space ~
776 \end_inset
777
778 Bibliography
779 \family default
780  inset inside a LyX note and use the LaTeX command 
781 \family typewriter
782
783 \backslash
784 nobibliography
785 \family default
786  the text.
787 \end_layout
788
789 \begin_layout Chapter
790 Calculation of Volume: Sections 2.12--2.13
791 \end_layout
792
793 \begin_layout Abstract
794 Imagine taking a function like 
795 \begin_inset Formula $y=\sqrt{x}$
796 \end_inset
797
798  and rotating it in 3 dimensions around the x-axis.
799  The resulting shape would look somewhat like a cup (on its side).
800  Interestingly, integration empowers us to do exactly this and to find out
801  how much water that cup could hold.
802 \end_layout
803
804 \begin_layout Section
805 Visualizing Rotation
806 \end_layout
807
808 \begin_layout Standard
809 \begin_inset Float marginfigure
810 wide false
811 sideways false
812 status open
813
814 \begin_layout Plain Layout
815 \begin_inset Box Boxed
816 position "t"
817 hor_pos "c"
818 has_inner_box 1
819 inner_pos "t"
820 use_parbox 0
821 width "100col%"
822 special "none"
823 height "1in"
824 height_special "totalheight"
825 status open
826
827 \begin_layout Plain Layout
828 I had a graph of the square root function here.
829 \end_layout
830
831 \end_inset
832
833
834 \begin_inset Caption
835
836 \begin_layout Plain Layout
837 \begin_inset CommandInset label
838 LatexCommand label
839 name "mar:A-graph-of"
840
841 \end_inset
842
843 A graph of 
844 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}$
845 \end_inset
846
847
848 \end_layout
849
850 \end_inset
851
852
853 \end_layout
854
855 \end_inset
856
857
858 \end_layout
859
860 \begin_layout Standard
861 \begin_inset Float marginfigure
862 wide false
863 sideways false
864 status open
865
866 \begin_layout Plain Layout
867 \begin_inset Box Boxed
868 position "t"
869 hor_pos "c"
870 has_inner_box 1
871 inner_pos "t"
872 use_parbox 0
873 width "100col%"
874 special "none"
875 height "1in"
876 height_special "totalheight"
877 status open
878
879 \begin_layout Plain Layout
880 Here I rotated the square root function and then drew a disk on the figure
881  to illustrate how I would calculate the volume of the figure.
882 \end_layout
883
884 \end_inset
885
886
887 \begin_inset Caption
888
889 \begin_layout Plain Layout
890 \begin_inset CommandInset label
891 LatexCommand label
892 name "mar:rotated"
893
894 \end_inset
895
896 A graph of 
897 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}$
898 \end_inset
899
900  rotated about the x-axis and with additional remarks for integration.
901 \end_layout
902
903 \end_inset
904
905
906 \end_layout
907
908 \end_inset
909
910
911 \end_layout
912
913 \begin_layout Standard
914 Figure 
915 \begin_inset CommandInset ref
916 LatexCommand ref
917 reference "mar:A-graph-of"
918
919 \end_inset
920
921  shows the plot of the function 
922 \begin_inset Formula $f(x)=\sqrt{x}.$
923 \end_inset
924
925  Now, imagine that we rotate that function about the x-axis.
926  The resulting figure would be somewhat like figure 
927 \begin_inset CommandInset ref
928 LatexCommand ref
929 reference "mar:rotated"
930
931 \end_inset
932
933 .
934  This is akin to a cup lying on its side.
935  For the sake of clarity, the artist (me) drew a circle on the end of the
936  figure to show that it is indeed rotated.
937 \end_layout
938
939 \begin_layout Standard
940 Now, suppose we wished to find the volume of the figure.
941  When we integrated the original square root function to find its area,
942  we imagined a series of rectangles inside the figure.
943  Their height was 
944 \begin_inset Formula $h=f(x)$
945 \end_inset
946
947  and their width was 
948 \begin_inset Formula $dx$
949 \end_inset
950
951 .
952  Since height multiplied by width was the area of each rectangle, we summed
953  these areas and rewrote this as 
954 \begin_inset Formula $\int\, f(x)\, dx$
955 \end_inset
956
957 , or, in this specific case, 
958 \begin_inset Formula $\int\,\sqrt{x}\, dx$
959 \end_inset
960
961 .
962 \end_layout
963
964 \begin_layout Standard
965 To find the volume of our rotated figure the prodecure is quite similar.
966  Begin by rotating each rectangle about the x-axis.
967  This creates a series of cylinders.
968 \begin_inset Flex Sidenote
969 status collapsed
970
971 \begin_layout Plain Layout
972 The text refers to these cylinders as "disks".
973  This is standard practice in all the Calculus books I checked.
974 \end_layout
975
976 \end_inset
977
978  Then, we can find the volume of each cylinder/disk.
979  The basic formula is:
980 \end_layout
981
982 \begin_layout Standard
983 \begin_inset Formula \[
984 V=hA\]
985
986 \end_inset
987
988
989 \end_layout
990
991 \begin_layout Standard
992 \noindent
993 where 
994 \begin_inset Formula $h$
995 \end_inset
996
997  is the height of the cylinder (width of the rectangle) 
998 \begin_inset Formula $dx$
999 \end_inset
1000
1001 .
1002  The area of each figure is a circle where 
1003 \begin_inset Formula $A=\pi r^{2}$
1004 \end_inset
1005
1006 .
1007  The radius in this case is the function 
1008 \begin_inset Formula $f(x)$
1009 \end_inset
1010
1011 .
1012  By substitution
1013 \end_layout
1014
1015 \begin_layout Standard
1016 \begin_inset Formula \[
1017 A=\pi f^{2}(x)\]
1018
1019 \end_inset
1020
1021
1022 \end_layout
1023
1024 \begin_layout Standard
1025 \noindent
1026 In our specific case, 
1027 \end_layout
1028
1029 \begin_layout Standard
1030 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
1031 A & = & \pi\left(\sqrt{x}\right)^{2}\\
1032  & = & \pi x\end{eqnarray*}
1033
1034 \end_inset
1035
1036
1037 \end_layout
1038
1039 \begin_layout Standard
1040 To calculate the volume of one disk, we have
1041 \end_layout
1042
1043 \begin_layout Standard
1044 \begin_inset Formula \[
1045 V=\pi x\, dx\]
1046
1047 \end_inset
1048
1049
1050 \end_layout
1051
1052 \begin_layout Standard
1053 \noindent
1054 or, in the general case
1055 \end_layout
1056
1057 \begin_layout Standard
1058 \begin_inset Formula \[
1059 V=\pi f^{2}(x)\, dx\]
1060
1061 \end_inset
1062
1063
1064 \end_layout
1065
1066 \begin_layout Standard
1067 To find the volume of the figure between points 
1068 \begin_inset Formula $a$
1069 \end_inset
1070
1071  and 
1072 \begin_inset Formula $b$
1073 \end_inset
1074
1075  we sum the volumes by means of integration:
1076 \end_layout
1077
1078 \begin_layout Standard
1079 \begin_inset Formula \begin{equation}
1080 \int_{a}^{b}\,\pi f^{2}(x)\, dx\end{equation}
1081
1082 \end_inset
1083
1084
1085 \end_layout
1086
1087 \begin_layout Standard
1088 \noindent
1089 In the specific example, over the interval 
1090 \begin_inset Formula $[0,4]$
1091 \end_inset
1092
1093
1094 \end_layout
1095
1096 \begin_layout Standard
1097 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
1098 \int_{0}^{4}\,\pi x\, dx & = & \pi\int_{0}^{4}\, x\, dx\\
1099  & = & \pi\left.\left(\frac{x^{2}}{2}\right)\right|_{0}^{4}\\
1100  & = & \pi\left(\frac{4^{2}}{2}-0\right)\\
1101  & = & 8\pi\end{eqnarray*}
1102
1103 \end_inset
1104
1105
1106 \end_layout
1107
1108 \begin_layout Standard
1109 \begin_inset Flex NewThought
1110 status open
1111
1112 \begin_layout Plain Layout
1113 Suppose I drill
1114 \end_layout
1115
1116 \end_inset
1117
1118  a special hole down the length of the cup we just worked with.
1119  It is made with a quadratic shaped bit.
1120 \begin_inset Flex Sidenote
1121 status collapsed
1122
1123 \begin_layout Plain Layout
1124 I have no idea how I'd do this in real life, but I'm making a point.
1125 \end_layout
1126
1127 \end_inset
1128
1129  I find that the hole the bit makes can be modeled with the function 
1130 \begin_inset Formula $g(x)=\frac{x^{2}}{16}$
1131 \end_inset
1132
1133 .
1134  I would need to subtract the volume of the material removed from the volume
1135  of the entire 
1136 \begin_inset Quotes eld
1137 \end_inset
1138
1139 cup
1140 \begin_inset Quotes erd
1141 \end_inset
1142
1143 .
1144  Each individual cylinder would become like a 
1145 \begin_inset Quotes eld
1146 \end_inset
1147
1148 washer
1149 \begin_inset Quotes erd
1150 \end_inset
1151
1152 .
1153  To get the area of one washer, I would use the formula
1154 \end_layout
1155
1156 \begin_layout Standard
1157 \begin_inset Float marginfigure
1158 wide false
1159 sideways false
1160 status open
1161
1162 \begin_layout Plain Layout
1163 \begin_inset Box Boxed
1164 position "t"
1165 hor_pos "c"
1166 has_inner_box 1
1167 inner_pos "t"
1168 use_parbox 0
1169 width "100col%"
1170 special "none"
1171 height "1in"
1172 height_special "totalheight"
1173 status open
1174
1175 \begin_layout Plain Layout
1176 Here I used RLPlot to draw the square root function and the quadratic function.
1177  Then I used Inkscape to shade the area between them.
1178 \end_layout
1179
1180 \end_inset
1181
1182
1183 \begin_inset Caption
1184
1185 \begin_layout Plain Layout
1186 The functions 
1187 \begin_inset Formula $f(x)$
1188 \end_inset
1189
1190  and 
1191 \begin_inset Formula $g(x)$
1192 \end_inset
1193
1194  and the area left by 
1195 \begin_inset Formula $f(x)-g(x)$
1196 \end_inset
1197
1198
1199 \end_layout
1200
1201 \end_inset
1202
1203
1204 \end_layout
1205
1206 \end_inset
1207
1208
1209 \end_layout
1210
1211 \begin_layout Standard
1212 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
1213 A_{washer} & = & A_{cup}-A_{drill}\\
1214  & = & \pi f^{2}(x)-\pi g^{2}(x)\\
1215  & = & \pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\end{eqnarray*}
1216
1217 \end_inset
1218
1219
1220 \end_layout
1221
1222 \begin_layout Standard
1223 The volume of each washer would be
1224 \end_layout
1225
1226 \begin_layout Standard
1227 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
1228 V_{washer} & = & A_{washer}\, dx\\
1229  & = & \pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\, dx\end{eqnarray*}
1230
1231 \end_inset
1232
1233
1234 \end_layout
1235
1236 \begin_layout Standard
1237 \noindent
1238 Then, by summing the volumes of all the washers between points 
1239 \begin_inset Formula $a$
1240 \end_inset
1241
1242  and 
1243 \begin_inset Formula $b$
1244 \end_inset
1245
1246 , the integral is derived:
1247 \end_layout
1248
1249 \begin_layout Standard
1250 \begin_inset Formula \begin{equation}
1251 \int_{a}^{b}\,\pi\left(f^{2}(x)-g^{2}(x)\right)\, dx\end{equation}
1252
1253 \end_inset
1254
1255
1256 \end_layout
1257
1258 \begin_layout Standard
1259 In the case of our quadratic drill bit::
1260 \begin_inset Float marginfigure
1261 wide false
1262 sideways false
1263 status open
1264
1265 \begin_layout Plain Layout
1266 \begin_inset Box Boxed
1267 position "t"
1268 hor_pos "c"
1269 has_inner_box 1
1270 inner_pos "t"
1271 use_parbox 0
1272 width "100col%"
1273 special "none"
1274 height "1in"
1275 height_special "totalheight"
1276 status open
1277
1278 \begin_layout Plain Layout
1279 This was the rotated set of 2 functions.
1280 \end_layout
1281
1282 \end_inset
1283
1284
1285 \begin_inset Caption
1286
1287 \begin_layout Plain Layout
1288 The cup with a quadratic hole drilled down its length
1289 \end_layout
1290
1291 \end_inset
1292
1293
1294 \end_layout
1295
1296 \end_inset
1297
1298
1299 \end_layout
1300
1301 \begin_layout Standard
1302 \begin_inset Formula \begin{eqnarray*}
1303 \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\\
1304  & = & \pi\left(\int_{0}^{4}\, x\, dx-\int_{0}^{4}\,\frac{x^{4}}{256}\, dx\right)\\
1305  & = & \pi\left(\left.\left(\frac{x^{2}}{2}\right)\right|_{0}^{4}-\left.\left(\frac{x^{5}}{1280}\right)\right|_{0}^{4}\right)\\
1306  & = & \pi\left(\left(\frac{4^{2}}{2}-0\right)-\left(\frac{4^{5}}{1280}-0\right)\right)\\
1307  & = & \pi\left(8-0.8\right)\\
1308  & = & 7.2\pi\end{eqnarray*}
1309
1310 \end_inset
1311
1312
1313 \end_layout
1314
1315 \begin_layout Standard
1316
1317 \end_layout
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