Autor Tema: Integral de linea

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20 Octubre, 2017, 11:50 pm
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enrique-akatsuki

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Evalué \( \displaystyle\int_{c}^{}f(\alpha (t)) \) \( ||\alpha´(t)|| \)dt

Donde :

\( f(x,y) = x^2+y^2 \)

c consiste en los segmentos del triangulo dado por, \( (-1,1), (1,0), (-1,-1) \)

21 Octubre, 2017, 01:53 am
Respuesta #1

delmar

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Hola

Hay que elegir un sentido de recorrido de c, por ejemplo horario,  parametrizar c, en este caso cada segmento, hacer las derivadas respectivas y calcular el integral . Te ejemplifico con el segmento \( (-1,1), \  (1,0) \) :

Ese segmento es parte de una recta cuya ecuación es : \( \displaystyle\frac{y}{1-x}=\displaystyle\frac{1}{2}\Rightarrow{y=\displaystyle\frac{-1}{2} \ x+\displaystyle\frac{1}{2}} \) eligiendo como parámetro x=t, se tiene que el segmento parametrizado  :

\( \vec{\alpha_1(t)}=(t,\displaystyle\frac{-1}{2} \ t+\displaystyle\frac{1}{2}), \ \ -1\leq{t}\leq{1} \), es obvio que la línea se esta recorriendo en sentido horario

La derivada, será :

\( \vec{\alpha_1'(t)}=(1,\displaystyle\frac{-1}{2}), \ \ -1\leq{t}\leq{1} \)

El módulo de la derivada :

\(  \left\|{\alpha_1'(t)}\right\|=\sqrt[ ]{1^2+(\displaystyle\frac{-1}{2})^2}=\sqrt[ ]{\displaystyle\frac{5}{4}} \)

La función escalar, en el segmento :

\( f(\vec{\alpha_1(t)})=t^2+(\displaystyle\frac{-1}{2} \ t+\displaystyle\frac{1}{2})^2=\displaystyle\frac{5}{4} \ t^2-\displaystyle\frac{1}{2} \ t+\displaystyle\frac{1}{4} \)

El integral de esta parte de la línea es :


\( \displaystyle\int_{-1}^{1}\ (\displaystyle\frac{5}{4} \ t^2-\displaystyle\frac{1}{2} \ t+\displaystyle\frac{1}{4}) \ \sqrt[ ]{\displaystyle\frac{5}{4}} \ \ dt  \)

Se procede de una manera semejante para los otros dos segmentos teniendo cuidado con la orientación y teniendo en cuenta que el integral en sentido contrario es el inverso aditivo del integral.

saludos