Question
![Seja Sa porção superior de uma esfera que int intercepta o plano z=0 na circunferência x^2+y^2=1 se bar (F)(x,y,z)=(y,-x,e^x) iint _(R)[(overline (Vx)bar (F))cdot overrightarrow (n)]cdot dS
A. I a.-2pi
b. A.
C.
-(2)/(pi )
d. 2n.
e. -pi](https://static.questionai.br.com/resource%2Fqaiseoimg%2F202503%2Fseja-sa-poro-superior-de-uma-esfera-que-int-intercepta-o-tnaxYDJ3Mj0A.jpg?x-oss-process=image/resize,w_600,h_600/quality,q_50/format,webp)
Seja Sa porção superior de uma esfera que int intercepta o plano z=0 na circunferência x^2+y^2=1 se bar (F)(x,y,z)=(y,-x,e^x) iint _(R)[(overline (Vx)bar (F))cdot overrightarrow (n)]cdot dS A. I a.-2pi b. A. C. -(2)/(pi ) d. 2n. e. -pi
Solution

4.3
(210 Votos)

Beatriz Maria
Profissional · Tutor por 6 anos
Resposta
Para resolver a integral dupla dada, vamos primeiro calcular o rotacional do vetor campo
.O rotacional de um vetor campo
é dado por
, onde
é o operador nabla. O operador nabla é definido como
, onde
,
e
são os vetores unitários nas direções
,
e
, respectivamente.Calculando o rotacional de
, temos:
Agora, vamos calcular a integral dupla
, onde
é a superfície superior da esfera que intercepta o plano
na circunferência
.A normal à superfície
é dada por
. Como a superfície
é a parte superior da esfera, podemos escrever
.Calculando
, temos:
Portanto,
.Substituindo
e
na integral dupla, temos:
Simplificando, temos:
Como a circunferência
é uma circunferência unitária, podemos fazer a substituição
e
, onde
varia de
a
.A integral se torna:
Simplificando ainda mais, temos:
Como a integral é independente de
, podemos calcular a integral em relação a
:
Esta integral é difícil de calcular diretamente, mas podemos usar uma técnica chamada de integração por partes para simplificar a expressão.Aplicando a fórmula de integração por partes
, escolhemos
e
.Então,
e $v = \int e^{\sin(\theta)} \sin