INTEGRALES DE SUPERFICIE.

Documentos relacionados
1 Parametrización de super cies

Sea S = F r(w ) una supercie cerrada que limita una región en el espacio W R 3

INTEGRAL DEFINIDA: ÁREAS Y VOLÚMENES

Problemas de Análisis Vectorial y Estadístico

Por el teorema de Green, si llamamos D al interior del cuadrado, entonces. dxdy. y. x P. 1 dx. 1 (4x 3 2y) dy =

Coordinación de Matemática IV Guía-Apunte de Preparación del CAR. 2 do Semestre Contenidos del Certamen

Integrales de lı nea y de superficie

Integrales de Superficie.

3. Campos escalares diferenciables: gradiente.

Superficies parametrizadas

1 Terminar los ejercicios de la práctica realizada el día de hoy

Cálculo Diferencial. libro Cálculo I de los autores Larson, R., Hostetler, R.P., y Edwards, B. Ediciones Pirámide del año 2002

6. El teorema de la divergencia.

Integrales de Superficie.

6. Integrales triples.

Tema 4: INTEGRAL DE SUPERFICIE Introducción.

Soluciones de los ejercicios del segundo examen parcial

2. Sea f(x, y) = x 2 2xy+y 2. Aquí el discriminante es igual a cero. Qué son los puntos críticos: mínimos locales, máximos locales o puntos silla?

x 2 + ln(x + z) y = 0 yz + e xz 1 = 0 define una curva C regular en un entorno de (1, 1, 0) y halle el plano normal a C en dicho punto.

Funciones de varias variables: continuidad derivadas parciales y optimización

Regla de la cadena. Regla de la cadena y. son diferenciables, entonces: w w u w v y u y v y. y g. donde F, w w u w v x u x v x

Tema 4: Integración de funciones de varias variables

Integración en una variable (repaso)

CÁLCULO Primer curso de Ingeniero de Telecomunicación Examen Final. 19 de Junio de 2004 Primera parte

ANALISIS MATEMATICO II (Ciencias- 2011) Trabajo Práctico 8

Integración en una variable (repaso)

EXPRESIÓN PARA LA DIVERGENCIA EN COORDENADAS CARTESIANAS.

2.3. Plano tangente a una superficie paramétrica. Sea la superficie paramétrica S determinada por la función vectorial

Fundamentos Matemáticos

Examen final de Cálculo Integral

La puntuación depende del modo de resolución.

Teorema de Cambio de Variables para Integrales Dobles

Contenido 1. Integrales Dobles 2. Integrales Triples

ANÁLISIS MATEMÁTICO II - Grupo Ciencias 2018 Práctica 9 Campos conservativos - Teorema de Green

MMII_L1_c3: Método de Lagrange.

Capítulo 5. Integrales sobre curvas y superficies

Matemáticas III Tema 6 Integrales de superficie

Lección 3. Cálculo vectorial. 4. Integrales de superficie.

Integración en una variable

CÁLCULO III (0253) EXAMEN DE REPARACIÓN 30/06/09. 3t 3t 3 3

Integral de superficie.

y Si plano tangente y en la superficie S, respectivamente, obtenidas al proyectar la región R P x y f x y, se multiplica esta por

Certamen 2 - Mate 024 (Pauta)

GUIA DE ESTUDIO PARA EL TEMA 2: INTEGRALES DE SUPERFICIE. 2) Para cada una de las superficies dadas determine un vector normal y la ecuación del

Segundo Examen Parcial Tema A Cálculo Vectorial Noviembre 5 de x = r cos θ, y = r sen θ, z = θ,

el blog de mate de aida MI: apuntes de vectores y rectas pág. 1 VECTORES

VECTORES - PRODUCTO ESCALAR - 1 -

Integral Doble e Integral Triple

Lista de Ejercicios Complementarios

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA CLAVE V

EJERCICIOS DE CA LCULO II PARA GRADOS DE INGENIERI A Elaborados por Domingo Pestana y Jose Manuel Rodrı guez, con Arturo de Pablo y Elena Romera

Plano Tangente y Vector Normal

ANÁLISIS MATEMÁTICO II - Grupo Ciencias 2018 Comentarios y ejemplos - Práctica 10

ANALISIS II 12/2/08 COLOQUIO TEMA 1

UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES. FACULTAD DE INGENIERIA. INSTITUTO DE CIENCIAS BASICAS.

Integral definida. dx es diferencial de x, e indica cuál es la variable de la función que se integra.

Integración sobre superficies

Concurso Nacional de Matemáticas Pierre Fermat Problemas

CALCULO VECTORIAL GUÍA DE EJERCICIOS N 1 INTEGRALES DE LINEA Y SUS APLICACIONES

INTEGRAL DE SUPERFICIE

Ejercicios Resueltos de Cálculo III.

Teorema de la Función Implícita

PRIMER CONTROL. 13 de Noviembre de 2012.

Examen Final de Cálculo Vectorial MATE PREGUNTAS ABIERTAS TEMA A Diciembre 6 de Nombre: Código:

Tarea 3 - Vectorial

SERIE # 4 CÁLCULO VECTORIAL

Tema 10 Ejercicios resueltos

CÁLCULO Primer curso de Ingeniero de Telecomunicación Examen Final. 26 de Junio de 2007 Primera parte

P xx ( r) P xy ( r) P xz ( r) P xy ( r) P yy ( r) P yz ( r) P xz ( r) P yz ( r) P zz ( r) d S = ds ˆn( r) (2)

Práctica 7. sen 2 x cos x dx. c) 3x 2 x 2 dx. f) 3. Hallar el área encerrada por las curvas:

Magnitudes escalares, son aquellas que quedan definidas por una sola cantidad que denominaremos valor del escalar.

Ecuaciones diferenciales homogéneas

Primer Examen Parcial Tema A Cálculo Vectorial Marzo 5 de 2016

PEP 3. Responda 4 de los siguientes 9 problemas, escogiendo al menos uno de cada sección.

ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA CÁLCULO II Misceláneas de problemas 2013

Hoja 2: Derivadas direccionales y diferenciabilidad.

Los datos del sistema están dados en valores por unidad sobre las mismas bases.

a) sen(2t) cos(2t). b) 4sent cost. c) Si una función z = f(x, y) tiene plano tangente en un punto ( )

Integración 416. a) Limitada por y = x 2 + 1,y = 0,x = 1,x = 1 alrededor del eje OX: b) Limitada por y = x,x = 4,y = 0 alrededor del eje OX:

Teorema de Stokes Introducción

3 Integración en IR n

Fundamentos matemáticos. Tema 3 Geometría del plano y del espacio

GUÍA DE EJERCICIOS - INTEGRALES MÚLTIPLES

IDENTIFICAR LOS ELEMENTOS DE UN VECTOR

x 2 y si x 3y 2 si x = 3y Describir el conjunto de los puntos de discontinuidad de f en coordenadas polares.

El Teorema de Green. Una curva dada por r(t) = x(t) i + y(t) j, a t b, se dice simple si no se corta consigo misma, es decir, r(c) Curva no simple

Santiago, julio 6 del Tercera Solemne Cálculo Varias Variables. Nombre:

LA INTEGRAL DEFINIDA. APLICACIONES

Tema 2. Ejercicios propuestos

EJERCICIOS RESUELTOS DEL TEMA: GEOMETRÍA EN R 3

Integrales de Superficie

x y z x y z x y z z z z z z z

Integración múltiple: integrales triples

sea a lo largo de la curva solución de la ecuación diferencial xy, = 5x

Ejercicios de Fundamentos Matemáticos I. Rafael Payá Albert. Ingeniería de Telecomunicaciones. Departamento de Análisis Matemático

Cálculo diferencial e integral 4

1. INTEGRALES MÚLTIPLES

Transcripción:

INTEGALE DE UPEFICIE. 31. Encontrar el área de la sperficie definida como intersección del plano x + y + z 1 con el sólido x + y 1. olción La sperficie dada se pede parametrizar por x cos v : y (/ ) sen v z 1 cos v (/ ) sen v Por definición A En este caso, D T T v dv. ( 1, v π), T (cos v, (1/ ) sen v, cos v (1/ ) sen v) T v ( sen v, (/ ) cos v, sen v + (/ ) cos v) i j k T T v cos v sen v/ cos v sen v/ ( sen v (/ ) cos v sen v (/ ) cos v, Por tanto, T T v 3/ y A 3/dv π 6., ). 3. ea la sperficie obtenida al hacer girar la crva y f(x) (a x b) alrededor del eje X. Comprobar, a partir de la definición, qe el área de dicha sperficie es A π a f(x) 1 + [f (x)] dx. olción Por definición, el área de la sperficie corresponde a la integral A T T v dv, donde se parametriza como (ver figra): x y f() cos v, a b, v π. z f() sen 1

Los vectores tangentes son: T (1, f () cos v, f () sen v), T v (, f() sen v, f() cos v). Por tanto, T T v (f()f (), f() cos v, f() sen v), T T v f() 1 + (f ()). Al sstitir reslta entonces A qe es el resltado deseado. f() 1 + (f ()) dv π a a f() 1 + (f ()), 33. Calclar z x + y d donde representa la esfera de centro el origen y radio. olción Parametrizamos la esfera de ecación x + y + z como x cos sen v y sen sen v, π, v π. z cos v De este modo, Entonces, T ( sen sen v, cos sen v, ), T v ( cos cos v, sen cos v, sen v) T T v ( cos sen v, sen sen v, sen v cos v) T T v sen v. z x + y d 5 π π5 cos v sen v sen v dv sen v cos v dv π 5 (sen v/) dv 1 cos v ( dv π5 v sen v π π 5.

3. Calclar (xy+yz+zx) d, donde es la parte de la sperficie cónica z x + y recortada por la sperficie x + y ax (a > ). olción Como la sperficie está definida por la ecación explícita z x + y, tilizamos la fórmla F (x, y, z) d F (x, y, z(x, y)) 1 + (z x) + (z y) dxdy, donde es la región del plano XY qe delimita la sperficie. En nestro caso, z x x x + y, y z y, y es la región limitada por la circnferencia x + y ax. En consecencia, x + y (xy + yz + zx) d [xy + y x + y + x x + y ] 1 + x x + y + y x + y dxdy [xy + (x + y) x + y ] dxdy. esolveremos la integral doble mediante n cambio de variables a coordenadas polares. i llamamos x cos v, y sen v, entonces la circnferencia x + y ax se escribe como a cos v. La integral qeda de la forma: I [xy + (x + y) x + y ] dxdy dv π/ π/ a cos v [ sen v cos v + (sen v + cos v)] a (sen v cos 5 v + sen v cos v + cos 5 v) dv 6 a. 15 35. Calclar xz dydz +x y dzdx+y z dxdy, siendo la sperficie sitada en el primer octante y limitada por las sperficies z x +y, x +y 1 y los planos coordenados. 3

olción Debemos descomponer la sperficie es cinco secciones: 1 : x, y, z, x + y 1, : x, y 1, z, z y, 3 : x 1, y, z, z x, : x, y, z 1, x + y 1, 5 : x, y, x + y 1, z x + y, qe corresponden a las distintas caras del sólido indicado. Debemos, por tanto, descomponer la integral en cinco smandos, a través de cada na de las sperficies indicadas. i parametrizamos 1 por las ecaciones x cos v y sen v z, 1, v π/, entonces T (cos v, sen v, ), T v ( sen v, cos v, ) y T T v (,, ) (elegimos como vector normal n 1 (,, ) para qe se trate de la normal exterior a la sperficie). Así pes, 1 xz dydz + x y dzdx + y z dxdy (, 3 sen v cos v, ) (,, ) dv. De forma análoga, parametrizamos por x y z v, 1, v 1, de modo qe T (, 1, v), T v (,, ) y T T v (,, ) (anqe consideraremos el vector n (,, ) qe es normal exterior a la sperficie). Entonces xz dydz + x y dzdx + y z dxdy (,, v) (,, ) dv. La sperficie 3 se parametriza de forma completamente análoga a y el resltado de la integral también es cero. Con respecto a, tilizaremos la parametrización x cos v y sen v z, 1, v π/,

con lo qe T (,, 1), T v ( sen v, cos v, ) y T T v ( cos v, sen v, ). En este caso, el vector normal exterior a la sperficie es n (cos v, sen v, ) y la integral vale xz dydz + x y dzdx + y z dxdy [ ( v ( cos v, sen v cos v, sen v) (cos v, sen v, ) dv ( cos v + sen v cos v) dv sen v π/ ( v + + 8 sen v 3 Por último, la sperficie 5 podemos parametrizar como x cos v y sen v, 1, v π/; z por tanto, Tenemos así qe, T (cos v, sen v, ), T v ( sen v, cos v, ), T T v ( cos v, sen v, ), 5 xz dydz + x y dzdx + y z dxdy 5 1 [ 6 v π/ 3 π/ ] 3π 16. ( 3 cos v, 3 sen v cos v, sen v) ( cos v, sen v, ) dv ( 5 cos v 5 sen v cos v + 5 sen v) dv (1 3 cos v sen v/) dv ( v + sen v π/ 1 ( v sen v π/] mando todos los resltados parciales, obtenemos en definitiva qe xz dydz + x y dzdx + y z dxdy π 8. π 16. Observación: Un método más sencillo de resolver la integral sin descomponer la sperficie en secciones se basa en el teorema de la divergencia de Gass, qe trataremos en el capítlo sigiente. 5