Question: Calcula el volumen de la región encerrada por las funciones de la foto donde $g(x) = x$, $f(x) = \sqrt{x}$ y $y = -4$.
1. **Planteamiento del problema:**
Queremos calcular el volumen de la región encerrada entre las curvas $f(x) = \sqrt{x}$ y $g(x) = x$, y la línea horizontal $y = -4$.
2. **Interpretación geométrica:**
La región encerrada está entre $f(x)$ y $g(x)$ sobre el eje $x$, y se extiende verticalmente hasta $y = -4$. Esto sugiere que el volumen se obtiene al rotar o extender esta región en el eje vertical desde $y=0$ hasta $y=-4$.
3. **Fórmula para el volumen:**
Si consideramos que la región se extiende verticalmente desde $y=0$ hasta $y=-4$, el volumen se puede calcular integrando el área de la región entre $f(x)$ y $g(x)$ multiplicada por la altura $4$ (distancia entre $y=0$ y $y=-4$):
$$ V = 4 \times \int_0^1 \left( f(x) - g(x) \right) dx $$
4. **Encontrar los puntos de intersección:**
Igualamos $f(x) = g(x)$:
$$ \sqrt{x} = x $$
$$ \Rightarrow x = x^2 $$
$$ \Rightarrow x^2 - x = 0 $$
$$ \Rightarrow x(x-1) = 0 $$
$$ \Rightarrow x=0 \text{ o } x=1 $$
5. **Calcular la integral:**
$$ \int_0^1 (\sqrt{x} - x) dx = \int_0^1 x^{1/2} dx - \int_0^1 x dx $$
Calculamos cada integral:
$$ \int_0^1 x^{1/2} dx = \left[ \frac{2}{3} x^{3/2} \right]_0^1 = \frac{2}{3} $$
$$ \int_0^1 x dx = \left[ \frac{x^2}{2} \right]_0^1 = \frac{1}{2} $$
Por lo tanto:
$$ \int_0^1 (\sqrt{x} - x) dx = \frac{2}{3} - \frac{1}{2} = \frac{4}{6} - \frac{3}{6} = \frac{1}{6} $$
6. **Calcular el volumen:**
$$ V = 4 \times \frac{1}{6} = \frac{2}{3} $$
7. **Respuesta final:**
El volumen de la región encerrada es $$\boxed{\frac{2}{3}}$$ unidades cúbicas.