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Superficie integral - obtener resultados diferentes, usando dos métodos

Estoy haciendo mi tarea y me llegó a la conclusión de que no estoy seguro de que es correcto.

Necesito encontrar $$\iint_S x dydz+y^2dxdz+z^2dxdy$$ where $S$ is outer side of surface $x=z^2$, and $1\le s \le3$ and $x\le9$.

Ahora, ya que para el cálculo de la primera parte de la integral de ($xdydz$) necesito superficie del proyecto en el avión $x=0$ I tendrá integral de igualdad de $0$. Y yo obtener la misma conclusión para las otras dos partes de la integral. Estoy en lo cierto? En el final de la integral es igual a $0$?

ACTUALIZACIÓN: Pero usando el teorema de la divergencia de recibir: $I=\int_1^3 dy \int_{-3}^3 dz \int_{z^2}^9 (1+2y+2z) dx = 360$.

No estoy seguro de que la parte que estoy haciendo mal?

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Mark Fantini Puntos 4364

Yo no estoy familiarizado con la manera de calcular las integrales de superficie. Supongo que usted quiere para calcular el flujo del campo vectorial $\vec{F} = (x,y^2,z^2)$ a través de esa superficie.

Podemos parametrizar la superficie con

$$\mathbf{r}(u,v) = (u^2, v, u), \quad \begin{cases} -3 \leq u \leq 3, \\ 1 \leq v \leq 3. \end{cases}$$

Computación $\partial \mathbf{r} / \partial u, \partial \mathbf{r} / \partial v$ y tomar la cruz de productos encontramos

$$\vec{N} = \frac{\partial \mathbf{r}}{\partial u} \times \frac{\partial \mathbf{r}}{\partial v} = (-1,0,2u).$$

La restricción de nuestro campo de vectores a la superficie de los rendimientos

$$\vec{F} (\mathbf{r}(u,v)) = (u^2, v^2, u^2),$$

y la superficie de la integral se convierte en

$$ \begin{align} \iint\limits_{\Sigma} \vec{F} \cdot d \vec{S} & = \int_1^3 \int_{-3}^3 (u^2, v^2, u^2) \cdot (-1, 0, 2u) \, du \, dv \\ & = \int_1^3 \int_{-3}^3 -u^2 +2u^3 \, du \, dv \\ & = 2 \int_{-3}^3 2u^3 - u^2 \, du \\ & = 2 - \frac{u^3}{3} \bigg\vert_{-3}^3 \\ & = 2 \cdot (-2) \cdot 9 = -36. \end{align} $$

He utilizado ese $2u^3$ es una extraña función en un intervalo simétrico centrado en el origen, por lo tanto, su integral es cero, dejando sólo el $-u^2$ a ser integrado, una función par. Aquí una imagen de la superficie, cortesía de Mathematica:

x=z^2

El problema de aplicar el teorema de la divergencia es que no es una superficie cerrada, por lo tanto, no se puede utilizar.

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