Autor Tema: Verificar Teorema de Stokes

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12 Abril, 2023, 06:48 pm
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phnez

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
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Hola! Tengo el siguiente ejercicio:

Sea \( S \) la superficie en \( R^3 \), \( S= \){\( {(x,y,z)|x^2+y^2+z^2=2, -1\leq{z}\leq{}1} \)} y sea \( F \) el campo \(  F(x,y,z)=(-y,x,0) \). Enunciar el teorema de Stokes y verificarlo.

Al resolver la integral de línea correspondiente al teorema de Stokes el resultado me dió \( 4π \).
¿Cómo puedo parametrizar la superficie para realizar la integral de superficie? No logro hacerlo.
Gracias!

13 Abril, 2023, 12:43 am
Respuesta #1

electron

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La parametrización clásica de la esfera es:

\( x=rcos\theta sen\phi \)
\( y=rsen\theta sen\phi \)
\( z=rcos\phi \)

\( \theta \in[0,2\pi], \phi \in[0,\pi] \)

En nuestro caso \( r=\sqrt[ ]{2} \).



La integral de superficie queda \( \displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\int_{}^{}rot(\vec{F})·\vec{n}dS \).

Los cálculos a realizar son:

1) El rotacional del campo (el resultado es un vector).
2) El vector normal unitario. Si llamamos \( f(x,y,z)=0 \) a la ecuación de la superficie (esfera) en cartesianas, su vector normal será \( \vec{n}=\displaystyle\frac{\vec{\nabla}f}{|\vec{\nabla}f|} \). Hay que hallar el gradiente de \( f \).
3) El producto escalar entre los 2 vectores anteriores.
4) El diferencial de superficie, que para una esfera es \( dS=r^2sen\phi d\theta d\phi \)

Con eso podrías avanzar.

No he hecho todo el cálculo; con más tiempo lo hago y comprobamos que sale lo mismo.

Saludos