Autor Tema: Integral triple en intersección de cilindros.

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04 Agosto, 2023, 10:18 pm
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Albersan

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Hola, ¿cómo están?


Quisiera por favor que me ayudaran con la siguiente integral.


\( {{\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\int_{}^{}}_S} {xyz}\;\;   {dV} \),

donde \( S \) es la región acotada por los cilindros \( x^2+y^2=4 \)  y  \( x^2+z^2=4 \).


Gracias.

05 Agosto, 2023, 03:28 am
Respuesta #1

alucard

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Podes restringir la región al primer octante y hacer

\( V=8\displaystyle\int_{0}^{2}\displaystyle\int_{0}^{\sqrt{4-x^2}}\displaystyle\int_{0}^{\sqrt{4-x^2}} xyz dzdydx =\dfrac{64}{3} \)
Un camino de 1000 km se empieza a recorrer cuando se da el primer paso

05 Agosto, 2023, 04:23 am
Respuesta #2

delmar

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Hola

El orden de integración propuesto por Alucard lo veo conveniente; pero por no ser el integrando constante la simetría no se puede aprovechar solo para ayudar con x,y constante  z varía desde \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) hasta \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) halla los demás límites intenta.


Saludos

05 Agosto, 2023, 04:34 am
Respuesta #3

alucard

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Hola

El orden de integración propuesto por Alucard lo veo conveniente; pero por no ser el integrando constante la simetría no se puede aprovechar solo para ayudar con x,y constante  z varía desde \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) hasta \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) halla los demás límites intenta.


Saludos

Consulta, el integrando no es una función impar ?
Un camino de 1000 km se empieza a recorrer cuando se da el primer paso

05 Agosto, 2023, 01:08 pm
Respuesta #4

Albersan

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Hola, gracias,



Gracias alucard, calculé la integral para la mitad del primer octante y me dió, \( \displaystyle\int_{0}^{2}\displaystyle\int_{0}^{y}\displaystyle\int_{0}^{\sqrt[ ]{4-y^2}}xyz\;\;dxdzdy=\displaystyle\frac{4}{3} \) que para toda la región es \( 16\cdot{\displaystyle\frac{4}{3}}=\displaystyle\frac{64}{3} \)

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Hola

El orden de integración propuesto por Alucard lo veo conveniente; pero por no ser el integrando constante la simetría no se puede aprovechar solo para ayudar con x,y constante  z varía desde \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) hasta \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) halla los demás límites intenta.


Vale gracias, pero el integrando \( xyz \) toma valores positivos en 4 de los octantes y negativos en los otros 4. Vale decir que la integral debiera ser cero en la región completa. Me podrías explicar por favor eso de que con \( x,y \) constante y variando \( z \) de \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) a \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) encuentro los demás límites,

porque evaluo la integral en toda la región: \( \displaystyle\int_{-2}^{2}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-z^2}}^{\sqrt[ ]{4-z^2}}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-z^2}}^{\sqrt[ ]{4-z^2}}xyz\;\;dydxdz \), y me dá igual a \( 0 \).



Gracias.


06 Agosto, 2023, 04:23 am
Respuesta #5

delmar

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Hola

El orden de integración propuesto por Alucard lo veo conveniente; pero por no ser el integrando constante la simetría no se puede aprovechar solo para ayudar con x,y constante  z varía desde \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) hasta \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) halla los demás límites intenta.


Saludos

Consulta, el integrando no es una función impar ?

Ese concepto se ve en funciones de una sola variable, en este caso el integrando es f(x,y,z)=xyz función de tres variables.

Saludos

06 Agosto, 2023, 04:27 am
Respuesta #6

delmar

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Hola, gracias,



Gracias alucard, calculé la integral para la mitad del primer octante y me dió, \( \displaystyle\int_{0}^{2}\displaystyle\int_{0}^{y}\displaystyle\int_{0}^{\sqrt[ ]{4-y^2}}xyz\;\;dxdzdy=\displaystyle\frac{4}{3} \) que para toda la región es \( 16\cdot{\displaystyle\frac{4}{3}}=\displaystyle\frac{64}{3} \)

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Hola

El orden de integración propuesto por Alucard lo veo conveniente; pero por no ser el integrando constante la simetría no se puede aprovechar solo para ayudar con x,y constante  z varía desde \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) hasta \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) halla los demás límites intenta.


Vale gracias, pero el integrando \( xyz \) toma valores positivos en 4 de los octantes y negativos en los otros 4. Vale decir que la integral debiera ser cero en la región completa. Me podrías explicar por favor eso de que con \( x,y \) constante y variando \( z \) de \( -\sqrt[ ]{4-x^2} \) a \( \sqrt[ ]{4-x^2} \) encuentro los demás límites,

porque evaluo la integral en toda la región: \( \displaystyle\int_{-2}^{2}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-z^2}}^{\sqrt[ ]{4-z^2}}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-z^2}}^{\sqrt[ ]{4-z^2}}xyz\;\;dydxdz \), y me dá igual a \( 0 \).



Gracias.

Cuando se haee la primera integral  \( \displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-x^2}}^{\sqrt[ ]{4-x^2}}xyz \ dz \) se esta integrando respecto a z, esto significa que x e y permanecen constantes y en efecto el integral es cero.

Saludos

06 Agosto, 2023, 10:40 am
Respuesta #7

Ignacio Larrosa

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Hola, ¿cómo están?


Quisiera por favor que me ayudaran con la siguiente integral.


\( {{\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\int_{}^{}\displaystyle\int_{}^{}}_S} {xyz}\;\;   {dV} \),

donde \( S \) es la región acotada por los cilindros \( x^2+y^2=4 \)  y  \( x^2+z^2=4 \).


Gracias.

Como el integrando es impar en las tres (nº impar) variables, toma signos contrarios en \( (x, y, z) \) y en \( (-x, -y, -z) \). Al ser el recinto de integración simétrico respecto del origen, la integral es nula, sin necesidad de cálculo alguno.

Saludos,
Daría todo lo que se por la mitad de lo que ignoro (R. Descartes)
O incluso por muchísimo menos ...  (yo)

06 Agosto, 2023, 02:46 pm
Respuesta #8

Albersan

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Hola,

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Como el integrando es impar en las tres (nº impar) variables, toma signos contrarios en (x,y,z) y en (−x,−y,−z). Al ser el recinto de integración simétrico respecto del origen, la integral es nula, sin necesidad de cálculo alguno.

Si, gracias Ignacio, ahora lo veo más claro.

De todas formas, y aprovechando que no es una integral fácil de plantear, me gustaría hacer el cálculo y así saber si estoy haciendo bien las cosas.


Mi planteamiento es el siguiente: \( \displaystyle\int_{-2}^{2}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-x^2}}^{\sqrt[ ]{4-x^2}}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-x^2}}^{\sqrt[ ]{4-x^2}}xyz\;\;dzdydx= \)   \( \displaystyle\int_{-2}^{2}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-x^2}}^{\sqrt[ ]{4-x^2}}xy\displaystyle\frac{z^2}{2}|^{\sqrt[ ]{4-x^2}}_{-\sqrt[ ]{4-x^2}}dydx= \)  \( \displaystyle\int_{-2}^{2}\displaystyle\int_{-\sqrt[ ]{4-x^2}}^{\sqrt[ ]{4-x^2}}xy\displaystyle\frac{(4-x^2)-{(4-x^2})}{2}dydx=0 \).  ¿Es correcto?

Gracias delmar: bueno, quisiera hacer la misma pregunta, saber por favor si la integral anterior está bien planteada.


Gracias.