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Matemática
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Questao 10 cálculo de integrais em regiōes do tipo circular pode ser feito por meio das coordenadas polares. Assim far-se necess/rio fazer corretamente a mudança de coordenadas cartesianas para coordenadas polares. Deseja-se calcular a integral da função f(x,y)=(x^2+y^2) sobre a região D limitada por 0leqslant rleqslant 2,0leqslant Theta leqslant 2pi . Assinale a alternativa que contém o resultado da integral apresentada. A. 10pi B. 6pi 4pi 2pi 8pi

Pergunta

Questao 10
cálculo de integrais em regiōes do tipo circular pode ser feito por meio das coordenadas polares. Assim
far-se necess/rio fazer corretamente a mudança de coordenadas cartesianas para coordenadas polares.
Deseja-se calcular a integral da função f(x,y)=(x^2+y^2) sobre a região D limitada por 0leqslant rleqslant 2,0leqslant Theta leqslant 2pi .
Assinale a alternativa que contém o resultado da integral apresentada.
A.
10pi 
B.
6pi 
4pi 
2pi 
8pi

Questao 10 cálculo de integrais em regiōes do tipo circular pode ser feito por meio das coordenadas polares. Assim far-se necess/rio fazer corretamente a mudança de coordenadas cartesianas para coordenadas polares. Deseja-se calcular a integral da função f(x,y)=(x^2+y^2) sobre a região D limitada por 0leqslant rleqslant 2,0leqslant Theta leqslant 2pi . Assinale a alternativa que contém o resultado da integral apresentada. A. 10pi B. 6pi 4pi 2pi 8pi

Solução

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RobsonMestre · Tutor por 5 anos

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Para calcular a integral da função f(x, y) = (x^2 + y^2) sobre a região D limitada por 0 \leq r \leq 2 e 0 \leq \Theta \leq 2\pi usando coordenadas polares, podemos usar a seguinte fórmula:

\iint_D f(x, y) \,dx \,dy = \int_0^{2\pi} \int_0^2 f(r \cos \Theta, r \sin \Theta) \cdot r \,dr \,d\Theta


Substituindo f(x, y) = (x^2 + y^2) e usando as coordenadas polares x = r \cos \Theta e y = r \sin \Theta , temos:

\int_0^{2\pi} \int_0^2 (r \cos \Theta)^2 + (r \sin \Theta)^2 \cdot r \,dr \,d\Theta


Simplificando a expressão, obtemos:

\int_0^{2\pi} \int_0^2 r^3 \,dr \,d\Theta


Agora, podemos calcular a integral:

\int_0^{2\pi} \left[ \frac{r^4}{4} \right]_0^2 \,d\Theta = \int_0^{2\pi} \frac{16}{4} \,d\Theta = \int_0^{2\pi} 4 \,d\Theta = 4 \cdot 2\pi = 8\pi


Portanto, a alternativa correta é a letra E: 8\pi .
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