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N o s e x e r c í c i o s 0 1 → 1 0 , c a l c u l e a á r e a d a s u p e r f í c i e S . 01. S é a super f íc ie de uma esfera de raio a . 02. S é a super f íc ie do cone 𝑧 = √𝑥2 + 𝑦2 inte rna ao ci l indro ci rcular 𝑥2 + 𝑦2 = 4. 03. S é a super f íc ie do parabolo ide 22 yxz , s i tuada aba ixo do plano 1z . 04. S é a par te da super f íc ie descr i ta por vuvuvu 5,,, , s i tuada acima da região circular 922 vu . 05. S é a porção do p lano 422 zyx que está no pr imeiro octante. 06. S é a super f íc ie do ci l indro 22 xz , cor tada pelos p lanos xyxy 2,2 e 22x . 07. S é a par te da esfera 1222 zyx , interna ao cone 22 yxz . 08. S é a super f íc ie p lana de frontei ra tr iangular com vért ices em (2, 0, 0), (0, 3, 0) e (0, 0, 2). 09. S é descr i ta pela equação 𝜎(𝑢, 𝑣) = (𝑢, 𝑣, 𝑢2 + 𝑣2) e se encontra sobre a região 91 22 vu . 10. S é a super f íc ie correspondente à porção do c i l indro circular 𝑥2 + 𝑦2 = 1 com al tura 4 . Nos exercíc ios 11 → 20 , calcule S f ( x , y , z )d s . 11. f ( x , y , z ) x y , S a porção do p lano 632 zyx s i tuada no pr imeiro oc tante. 12. f ( x , y , z ) xyz , S a par te do plano 1x y z s i tuada no pr imeiro octante 13. 2 2 2f ( x , y , z ) x y z , S a porção do p lano 4 yz inter ior ao ci l indro 422 yx . 14. 2f ( x , y , z ) x , S o hemisfér io superior de 2222 azyx . 15. 2 2f ( x , y , z ) z x y , S a par te da esfera 9222 zyx s i tuada entre os p lanos 1z e 2z . 16. 2f ( x , y , z ) z , S a porção do ci l indro 422 yx , para 𝑦 ≥ 0, compreendida entre os planos 0z e 3 xz . 17. 2 2f ( x , y , z ) x y , S a par te do paraboloide 2 21z x y s i tuada acima do plano 0z . 18. 2 2 2f ( x , y , z ) x y z , S a par te do plano 2x z contida no ci l indro 2 2 1x y . 19. 3f ( x , y , z ) x z , S o cí rculo para le lo ao plano 𝑥𝑦, com centro (0, 0, 2) e ra io 2 . 20. f ( x , y , z ) x y z , S a super fície do cubo do pr imeiro octante, del imi tado pe los planos coordenados e pe los p lanos 𝑥 = 1, 𝑦 = 1 e 𝑧 = 1. Observação Na resolução do exerc íc io 20. deve-se notar que, sendo 1 2 nS S S ... S , en tão UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CEN TR O DE C IÊNC IAS EX ATAS E D A NATURE ZA DEP AR TAME N TO DE MATEM ÁT IC A CÁLC U LO D IFERENC IA L E IN TE GR A L I I I EXERC ÍC IO S DE IN TE GR AIS DE SUPER F ÍC IE EXERC ÍC IO S DE ÁRE A DE SU PER FÍC IE EXERC ÍC IO S DE IN TE GR AIS DE L IN H A N O ES P AÇ O PROF . ED SO N F IGU E IRE D O L IM A JR . 1 2 1 2 n n S S S S f ( x , y , z )d s f ( x, y, z )dS f ( x, y, z )dS ... f ( x, y, z )dS . Nos exercíc ios 21 → 35 , calcule as integrais de l inha ind icadas . Observação – A reta no espaço Se ),,( 1111 zyxP e ),,( 2222 zyxP são pontos dist intos, )( )( )( 121 121 121 zztzz yytyy xxtxx são as equações paramétr icas da re ta que passa por esses do is pontos 21. C zdyzxydyxdx )( , onde o caminho a ser percorr ido tem início em )0,0,0( e término em )4,2,1( , correspondendo ao segmento da re ta que esses pontos definem. 22. C zdxxdz 22 , C o caminho l igando o ponto )1,0,1( ao ponto )4,0,2( a través de do is segmentos re t i l íneos: o pr imeiro parale lo ao eixo OX e o segundo para le lo ao e ixo OZ. 23. C zdxydzxdy , onde o caminho C corresponde à interseção das super f íc ies de equações yxz e 122 yx , percorr ido uma vez no sentido posit ivo, quando observado de um ponto ac ima do plano 0z . 24. C zdzyydxxdzx )( , se C , de acordo com a f igura ao lado, é o caminho que inicia em )1,0,1( e termina em )1,0,0( , sendo composto de do is segmentos re t i l íneos e um quar to de circunferência . 25. 2 C yd x z d y xd z , se C é a pol igonal que une os pontos (0, 0, 0), (0, 0, 1), (0, 1, 1) e (1, 1, 1). 26. C xd zy y x 22 21 , sendo C a par te da curva do pr imeiro oc tante, gerada pe la interseção do plano yx com o ci l indro 12 22 zy , percorr ida do ponto )1,0,0( ao ponto )0, 2 2 , 2 2 ( . 27. C xe( sen xeydyzxxdzyz ()22()2 cos zdzyxz )32 2 , C correspondendo ao trajeto ret i l íneo que l iga o ponto )0,1,1( ao ponto ) 2 ,0,0( , nesta ordem. 28. C zdyydxxdz , sendo C o traço do hemisfér io 222 yxaz no plano 0z . 29. C z3( sen 32 ()() yydexxdx y cos zdz ) , onde C é a curva d efinida pelas equações x cos y, sen 1, z , para 20 . 30. C zdxydzxdy 222 , onde C é o tr iângulo de vér t ices em )0,1,0(,)0,0,1( e (0, 0, 1). 31. C rdF , considerando C como o traço do parabolo ide 222 yxz no p lano 2Z e kzyjzxiyzyxF 23),,( . 32. C rdF , onde C é a curva gerada pela interseção do parabol o ide 224 yxz com o ci l indro 122 yx , sendo kjziyzyxF 32),,( . 33. C zdzydyxdx 222 , sendo C o traço do cone 𝑧 = √𝑥2 + 𝑦2 no p lano 1z . 34. C rdF , considerando -se C o caminho re to com início em (0, 0, 1) e término em (1, 1, 1), e �⃗�(𝑥, 𝑦, 𝑧) = (4𝑦2 + 3𝑥2𝑦 𝑧2 ) �⃗� + (8𝑥𝑦 + 𝑥3 𝑧2 ) �⃗� + (11 − 2𝑥3𝑦 𝑧3 ) 𝑘. 35. Calcule 2 C xyd x z d y y z d z , considerando C a) como a trajetór ia parabólica 𝑧 = 𝑥2, cont ida no p lano 𝑥 = 𝑦, sendo percorr ida do ponto (2, 2, 4) à or igem; b) como o caminho fechado consti tuído da traje tór ia anter ior , complementado pelo segmento ret i l íneo que va i da or igem ao ponto (2, 2, 4) ( faça o cálculo sem e com a aplicação do Teorema de Stokes) . R E S P O S T A S 01. 4𝜋𝑎2 02. 4𝜋√2 03. 155 6 04. 39 05. 6 06. 13 07. )22( 08. 22 09. )537( 6 2/32/3 10 . 8𝜋 11. 145 12 . √3/120 13 . 276 14 . 4 3 2 a 15 . )55216(2 16 . 30 17 . 25√5 + 1 60 𝜋 18 . 19√2 4 𝜋 19. 8𝜋 20. 9 21 . 6/23 22 . 13 23 . − 𝜋 24 . 2 1 4 25 . 3 26 . 4/1 27 . 8/3 28 . 𝜋𝑎2 29. 0 30 . 1 31 . 20 32 . 2 33 . 0 34 . 5 35 . a) − 64/3 b) 4/3
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