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CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL II Aula 6 – Integral Tripla NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Conteúdo Programático desta aula Definição de Integral Tripla; Propriedades de Integral Tripla; Interpretação geométrica de Integral de Tripla; Integração Tripla: Mudança de Variáveis NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla Definição. Podemos relacionar as integrais simples com funções de uma variável, as duplas com funções de duas variáveis, portanto, quando temos uma Integral Tripla, esta está relacionada a uma função de três variáveis [ f(x,y,z) ]. w = f(x,y,z) Variável dependente Variáveis independentes - Domínio em R3 - Imagem em R4 (hiper-espaço) Características de f(x,y,z) NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla Considere a figura: Suponha os volumes elementares do DVi = DxiDyiDzi domínio D em três dimensões (R3): Temos como base cubos que somados formam aproximadamente o volume do sólido. Assim sendo: n i iiiin vzyxfS 1 ).,,( NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla Calculando o limite quando n tende ao um número infinitamente grande e positivo (uma infinidade de pequenos cubos), tem-se a integral tripla: DnnT dzdydxzyxfSI ..).,,(lim DD dVzyxfdzdydxzyxf ).,,(..).,,( NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Propriedades Segue as seguintes propriedades: DD dVzyxfKdVzyxfK ).,,(.).,,(. 1ª) 2ª) DD D dVzyxgdVzyxf dVzyxgzyxf ).,,().,,( )].,,(),,([ NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Propriedades Segue as seguintes propriedades: DD dxdzdyzyxfdzdydxzyxf ..).,,(..).,,( 3ª) 4ª) 2D1D D dVzyxfdVzyxf dVzyxf ).,,().,,( )].,,( NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Exemplo 1 Calcular o volume do sólido limitado pelas superfícies cujas equações são x = 0, x = 1, y = 0, y = 1, z = 0 e z = 1 + x + y . Solução: Seja volume escrito da forma D = {(x, y, z) ∈ R3 / 0 ≤ x ≤ 1 e 0 ≤ y ≤ 1 e 0 ≤ z ≤ 1 + x + y}. Temos então a integral tripla NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Exemplo 1 Resolvendo a integral tripla Temos NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Exemplo 2 Calcular a integral Solução: NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudança de Variáveis As coordenadas retangulares (ou cartesianas) e cilíndricas do ponto P estão relacionados por: NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudança de variáveis NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudanças de Variáveis Assim sendo, feita a devida transformação temos Lembrar: Esta mudança é realizada com base em uma transformação e parte desta transformação é dada pelo determinante do Jacobiano da transformação T. NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudanças de Variáveis Calcular a integral de onde W é o sólido limitado pelas superfícies Solução: Sendo (x,y,z) W o sólido limitado pelas superfícies acima temos que onde D é a projeção de W no plano XY. NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudanças de Variáveis NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudanças de Variáveis De fato, a interseção das superfícies é a curva cuja equação¸ obtêm-se fazendo Portanto, fazendo a projeção desta curva sobre o plano XY obtemos o conjunto NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudanças de Variáveis Usando mudança de variáveis cilíndricas observamos que W é a imagem do conjunto Q, onde NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla: Mudanças de Variáveis Assim sendo, NOME DA AULA – AULA1 NOME DA DISCIPLINA Integração Tripla
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