Question
Questão 3: Calcule Onde, R é a região xy delimitada por: x^2+y^2=1 e x^2+y^2=4 Dica: x^2+y^2=r^2 :' x=rcos(Theta ) because 'y=rsen(Theta ) int e^udu=gt I=e^u+C is cos^2(x)+sen^2(x)=1therefore because A=rdrdTheta Solucão iint _(R)2e^(x^(2+y^2))dA
Solution
3.7
(192 Votos)
Gustavo
Profissional · Tutor por 6 anos
Resposta
Para calcular a integral dupla \(\iint_{R} 2e^{(x^{2}+y^{2})}dA\) sobre a região
delimitada por
e
, podemos usar as coordenadas polares.Primeiro, vamos converter as coordenadas cartesianas em coordenadas polares. Usando a dica fornecida, temos:\(x = r \cos(\Theta)\) e \(y = r \sin(\Theta)\)Onde
é a distância radial e
é o ângulo em radianos.Agora, podemos substituir as coordenadas cartesianas por coordenadas polares na integral:\(\iint_{R} 2e^{(x^{2}+y^{2})}dA = \iint_{R} 2e^{r^{2}}r \, dr \, d\Theta\)Agora, vamos calcular a integral em relação a
:
Para isso, podemos fazer uma substituição. Seja
, então
. Reescrevendo a integral em termos de
, temos:
Usando a dica fornecida, podemos calcular essa integral:
Substituindo de volta
, temos:
Agora, vamos calcular a integral em relação a
:
Como a função
não depende de
, podemos fatorar a constante
da integral:
A integral em relação a
é simplesmente
:
Agora, precisamos avaliar essa expressão nos limites da região
. A região
é um anel com centro em origem e raíos 1 e 2. Portanto,
varia de 1 a 2 e
varia de 0 a
.Substituindo os limites, temos:
Simplificando, temos:
Portanto, a integral \(\iint_{R} 2e^{(x^{2}+y^{2})}dA\) é igual a zero.