Autor Tema: Dónde me equivoco? Integral doble

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16 Enero, 2013, 06:45 pm
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lmnop

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El problema dice: Calcular \( \displaystyle\int \displaystyle\int_S \sqrt{1-x^2-y^2} dA \) donde S es el círculo de radio 1 y centro en el punto (0,0).

S se encuentra en el la parte inferior entre las 2 integrales, y las 2 integrales se suponen que van una al lado de la otra.. Es que no consigo hacer que se represente bien.

Lo primero que hago es pintar el círculo y ver que los límites de la region son  \( \int_0^\Pi \int_0^1  \)(en este tipo de problemas el profesor me dijo que pusiera \( \Pi \) en vez de \( 2\Pi \) y al final que multiplique por 2, ya que si no el resultado final sería 0 pues se anularía la parte superior con la inferior).

Despues paso a coordenadas polares X e Y y sustituyo.

Entre sustituir, sacar factor común \( p^2 \) y cambiar \( cos^2{\theta} + sen^2{\theta} \) por 1 llego a la siguiente expresión:

\( \displaystyle\int_0^\Pi \displaystyle\int_0^1 \sqrt{1-p^2} p dp d\theta} \)

Aqui convierto la raíz a \( (1-p^2)^{1/2} \) y procedo a integrar:

\( \displaystyle\int_0^\Pi \dfrac{(1-p^2)^{3/2}}{3/2} * \dfrac{p^2}{2} d\theta \) evaluada entre 1 y 0 (es que no se como poner este símbolo).

Operando un poco me queda:

\( \dfrac{1}{3} \displaystyle\int_0^\Pi \sqrt{(1-p^2)^3} p^2 d\theta \)

Al evaluar entre 1 y 0 me da 0, por lo que tendría \( \displaystyle\int_0^\Pi 0 d\theta = 0 \) lo cuál es evidente que está mal. Donde me he equivocado?

16 Enero, 2013, 07:01 pm
Respuesta #1

HernanV

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Si tu profesor te dice que te tires abajo de un tren, ¿qué haces?

Tenes que \( \displaystyle \int_{0}^{2\pi}{\int_{0}^{1}{p\sqrt{1-p^2} \; dp d\theta}} = 2\pi \int_{0}^{1}{p\sqrt{1-p^2} \;dp} \). Llamando \( u=1-p^{2} \), es \( du = -2p \, dp \). Reemplazando se obtiene \( \displaystyle \pi \int_{0}^{1}{\sqrt{u} \; du} = \frac{2\pi}{3} u^{3/2} \Big|_{0}^{1} = \frac{2\pi}{3} \).
\( \displaystyle\vec{\nabla}\times\mathbf{E}+\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}=\vec{0} \)