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CÁLCULO IV---2ª PARTE 1a aula 1a Questão Calcule a integral dupla da função f(x,y) = -y e x onde R = [-1,1]x[0, pi/2] Nenhuma das respostas anteriores (-e + e -1) (pi2/8) zero 8 1 2a Questão Determine o valor da integral dupla definida por f(x,y) = 2x - y, sobre a região R, onde esta região é delimitada pela figura em vermelho (interior da figura) . zero Nenhuma das respostas anteriores 33 33∕2 22 3a Questão Seja a função f(x,y) = 1. Podemos afirmar que a integral dupla da função f(x,y) definida no intervalor 2 ≤ x ≤ 4 e 2 ≤ y ≤ 6, tem como solução e geometricamente define: Tem como solução o valor 8 e define geometricamente um volume. Nenhuma das respostas anteriores Tem como solução o valor 5 e define geometricamente um volume. Tem como solução o valor 8 e define geometricamente um área. Tem como solução o valor 8 e não tem definição geometricamente. 4a Questão Marque a alternativa que indica o resultado da integral dupla A = ∫42∫24 ∫62dydx∫26dydx 12 8 5 6 7 5a Questão Encontre o valor da integral dupla da função f(x,y) = x sen y3 definida na região 0 ≤ x ≤ 1 e x ≤ y ≤ 1 e classifique o tipo de região utilizado. (-1 ∕ 6 ) e tipo de região I (- 6 ) (cos 1 - 1) e tipo de região I I (-cos 1 - 1) e tipo de região I Nenhuma das respostas anteriores (-1 ∕ 6 ) (cos 1 - 1) e tipo de região I Explicação: ∫10∫1x∫01∫x1 x sen y3 definida na região 0 ≤ x ≤ 1 e x ≤ y ≤ 1 ∫10∫y0xseny3dxdy∫01∫0yxseny3dxdy = ∫10x2seny32dy=12∫10y2seny3dy=−16(cos1−cos0)∫01x2seny32dy=12∫01y2seny3dy=−16(cos1−cos0) −16(cos1−1)−16(cos1−1) regiao do tipo I 6a Questão Se f(x,y) = 1 - x e a região de integração é definida por R = [0,1] x [0,1]. Defina a integral dupla e seu resultado. ∫10∫10(1−x)dxdy=1/2∫01∫01(1−x)dxdy=1/2 ∫10∫10dxdy=1∫01∫01dxdy=1 ∫10∫10(1−x)dxdy=2∫01∫01(1−x)dxdy=2 ∫10∫10(1−x)dxdy=3∫01∫01(1−x)dxdy=3 ∫10∫10xdxdy=2∫01∫01xdxdy=2 Explicação: ∫10∫10(1−x)dxdy=x−(x2/2)=1−1/2=1/2∫01∫01(1−x)dxdy=x−(x2/2)=1−1/2=1/2 7a Questão A definição rigorosa da interpretação geometrica da integral dupla utiliza o método e Riemann. Este tem como idéia principal ? Nenhuma das respostas anteriores Utilizar a partição nao regular de ordem n do retângulo R = [a,b] x[c,d] onde a função encontra-se definida, e decompor em subretângulos. Forma-se a soma de Riemann de f sobre R (nos n subretângulos) e em seguida aplicasse o limite com n tendendo a infinito. Utilizar a partição nao regular de ordem n do retângulo R = [a,b] x[c,d] onde a função encontra-se definida, e decompor em subretângulos. Forma-se a soma de Euler de f sobre R (nos n subretângulos) e em seguida aplicasse o limite com n tendendo a infinito. Utilizar a partição regular de ordem n do retângulo R = [a,b] x[c,d] onde a função encontra-se definida, e decompor em subretângulos. Forma-se a soma de Riemann de f sobre R (nos n subretângulos) e em seguida aplicasse o limite com n tendendo a infinito. Utilizar a partição regular de ordem n do retângulo R = [a,b] x[c,d] onde a função encontra-se definida, e decompor em subretângulos. Forma-se a soma de Euler de f sobre R (nos n subretângulos) e em seguida aplicasse o limite com n tendendo a infinito. CÁLCULO IV 2a aula 1a Questão Resolvendo a integral tripla a seguir encontramos: int0 até 3int de -1 até 2 int_0 até 1(xyz²)dxdydz -7/4 -27/4 7/4 27/4 4/27 2a Questão Calcular o volume do sólido:∫10∫01 ∫1−z0∫01-z ∫20∫02 dxdydz. 3 2 1.5 1 2.5 Respondido em 26/03/2020 22:20:15 3a Questão Um engenheiro fez os cálculos do volume do sólido situado abaixo do parabolóide z = 4 - x2 - y2 e acima do plano z = 0. Qual foi o volume encontrado pelo engenheiro supondo que seus cálculos estão corretos. 8π8π 2π32π3 2 ππ 7π37π3 3π53π5 Respondido em 26/03/2020 22:20:38 Explicação: O domínio D interior a interseção de z = 4 - x2 - y2 com o plano z = 0 entao temos 0 = 4 - x2 - y2 ou x2 + y2 = 2, ou seja , D é o interior do disco de raio 2. OBS: Esse exercicio pode ser feito por integral tripla também. V = ∫∫4−x2−y2dxdy=∫2π0∫20(4−r2)rdrdθ∫∫4−x2−y2dxdy=∫02π∫02(4−r2)rdrdθ (4r22−r44)|20θ|2π0=8π(4r22−r44)|02θ|02π=8π 4a Questão Seja f(x,y,z) = ( x^(1/2) * y^(3) ) / z^(2). Calcular o valor da integral tripla da função f(x,y,z) em relação às variáveis x, y e z onde x varia no intervalo [1 , 4] , y varia no intervalo [1 , 2] e z varia no intervalo [1 , 2]. 35/2 35/3 7 35/6 35/4 5a Questão Pedro precisa resolver um problema de cálculo e para isso precisa utilizar mudança de variável utilizando coordenadas polares. Para isto considerou o círculo de raio r e centro na origem. A equação de tal círculo é dada por x²+y²=r². Pedro encontrou em coordenadas polares, o mesmo círculo como sendo: x=r.cos(θ),y= r.cos(θ) , onde θ∈[0,2π] x=r.cos(θ),y= r.sen(θ) , onde θ∈[0,2π] x=r.tan(θ),y= r.sen(θ) , onde θ∈[0,2π] x=r.sen(θ),y= r.sen(θ) , onde θ∈[0,2π] x=r.cos(θ),y= r.tan(θ) , onde θ∈[0,2π] Respondido em 26/03/2020 22:21:09 Explicação: Considere o círculo de raio r e centro na origem. A equação de tal círculo é dada por x²+y²=r². Em coordenadas polares, o mesmo círculo é dado por: x=r.cos(θ),y= r.sen(θ) , onde θ∈[0,2π] 6a Questão Aplicando a teoria de integral dupla na função f(x,y) = ∫ ∫ (1 - x)dxdy, definida em R= [0.1] x [0,1] podemos encontrar: 1/2 4 2 1 3 Respondido em 26/03/2020 22:21:37 Explicação: ∫10∫101−xdxdy=∫10x−x22dy∫01∫011−xdxdy=∫01x−x22dy ∫1012dy=12y∫0112dy=12y que aplicando o intervalo 0 a 1 temos como resultado 1/2 7a Questão Determine o volume do sólido que está abaixo do parabolóide z = x2 + y2 e acima da região do plano xy limitada pela reta y = 2x e pela parábola y = x 2. 216/35 45 23/35 Nenhuma das respostas anteriores 1/3 8a Questão Se g(x) e h(y) são contínuas em [a,b] e [c,d], respectivamente então podemos afirmar que: ∫∫[a,b]x[c,d]g(x)h(y)dxdy=∫bag(x)dx∫dch(y)dy∫∫[a,b]x[c,d]g(x)h(y)dxdy=∫abg(x)dx∫cdh(y)dy Usando a definição de integral dupla defina o volume do sólido acima da região D = [0,1]x[0,1] do plano xy e abaixo do plano x+y+z = 2. 4 u.v 5 u.v 10 u.v 9 u.v 1 u.v Explicação: Se g(x) e h(y) são contínuas em [a,b] e [c,d], respectivamente então ∫∫[a,b]x[c,d]g(x)h(y)dxdy=∫bag(x)dx∫dch(y)dy∫∫[a,b]x[c,d]g(x)h(y)dxdy=∫abg(x)dx∫cdh(y)dy Usando a definição de integral dupla defina o volume do sólido acima da região D = [0,1]x[0,1] do plano xy e abaixo do plano x+y+z = 2. Solução: Para encontrar o volume do sólido descrito devemos fazer a integral dupla dentro da região D. ∫∫[a,b]x[c,d]g(x)h(y)dxdy=∫bag(x)dx∫dch(y)dy∫∫[a,b]x[c,d]g(x)h(y)dxdy=∫abg(x)dx∫cdh(y)dy Utilizando a definição dada temos ∫10∫102−x−ydxdy∫01∫012−x−ydxdy ∫102x−x2/2−xydy=∫10(3/2)−ydy=1 CÁLCULO IV 3a aula 1a Questão Determine o volume do tetraedro limitado pelos planos x + 2y + z = 2, x = 2y, x = 0 e z = 0. Nenhuma das respostas anteriores Volume 2 u.v Volume 1/3 u.v Volume 4 u.v Volume 3 u.v 2a Questão Determine o valor da integral tripla da função f(x,y,z) = xyz , definida sobre a regiçao - 1 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 1 e 1 ≤ z ≤ 2. 9 4 8 9/8 Nenhuma das resposta anteriores Respondido em 26/03/2020 22:22:53 Explicação: Determine o valor da integral tripla da função f(x,y,z) = xyz , definida sobre a regiçao - 1 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ ∫21∫10∫2−1xyzdxdydz=∫21∫10x22yzdydz∫12∫01∫−12xyzdxdydz=∫12∫01x22yzdydz∫21∫10x22yzdydz=∫21∫102−32yzdydz=∫21∫1032yzdydz∫12∫01x22yzdydz=∫12∫012−32yzdydz=∫12∫0132yzdydz32∫21y22zdz=32∫2112zdz32∫12y22zdz=32∫1212zdz 34∫21zdz=34z22=34(2−12)=9834∫12zdz=34z22=34(2−12)=98 3a Questão Pedro precisa apresentar a integral tripla da função f(x,y,z)=2 em relação às variáveis x, y e z onde os limites de integração são definidos como 1≤x≤41≤x≤4, 1≤y≤21≤y≤2, 1≤z≤21≤z≤2 . Qual foi a solução encontrada por Pedro ? 2 6 4 3 5 Respondido em 26/03/2020 22:22:49 Explicação: Pedro precisa apresentar a integral tripla da função f(x,y,z)=2 em relação às variáveis x, y e z onde os limites de integração são 1≤x≤41≤x≤4 , 1≤y≤21≤y≤2, 1≤z≤21≤z≤2 . Qual foi a solução encontrada por Pedro ? ∫21∫21∫412dxdydz∫12∫12∫142dxdydz 2∫21∫21x|41dydz=2∫21∫213dydz=6∫21∫21dydz2∫12∫12x|14dydz=2∫12∫123dydz=6∫12∫12dydz 6∫21∫21dydz=6∫21y|21dz=6∫21(2−1)dz6∫12∫12dydz=6∫12y|12dz=6∫12(2−1)dz 6∫21(2−1)dz=6∫21dz=6z|21=6(2−1)=66∫12(2−1)dz=6∫12dz=6z|12=6(2−1)=6 4a Questão Encontre o volume do sólido sob o gráfico da função f (x, y) = 5 e acima do domínio dado pelas inequações y ≤ X ≤ 3y e 0 ≤ y ≤ 5 105 120 125 115 110 5a Questão O ponto dado em coordenadas cartesianas (0,1,2) pode ser representado em coordenadas cilíndricas como: (2, pi/2; 2) (1, 3pi/2; 2) (2, pi/2; 1) (1, pi/2; -2) (1, pi/2; 2) 6a Questão Calcule a integral tripla e marque a única resposta correta: `I = int_0^3int_(-1)^2int_0^1(xyz²)dxdydz 4/27 -7/4 27/4 -27/4 7/4 Explicação: Integral tripla resolvida pelo Método de Fubini. 7a Questão Paulo precisa apresentar a integral multipla da função f(x,y) = ∫∫∫ (xy + x²)dxdydz, onde R= [0.1] x [0,1] x [0,1] aos colegas de classe. Qual o resultado encontrado por Paulo ao desenvolver a integral multipla ? 9/12 10/12 7/12 8/12 5/12 Respondido em 26/03/2020 22:23:46 Explicação: A integral dupla da função f(x,y) = ∫∫∫ (xy + x²)dxdydz, onde R= [0.1] x [0,1] x [0,1] é igual a : A primeira integral ficaria (x2 / 2 ) y + (x3 / 3) com os limites de x de 0 a 1 : (1/2) y + 1/3 ∫∫y2+13dydz=∫12y22+13ydz∫∫y2+13dydz=∫12y22+13ydz Passando o limite de y de 0 a 1 temos ∫∫1212+13dz=(14+13)z∫∫1212+13dz=(14+13)z Passando o limite de z de 0 a 1 temos (14+13)=712(14+13)=712 8a Questão Determine o volume do sólido representado pela integral dupla, onde a função a ser integrada f(x,y) = x2+ y2 esta definida em R = [0,1] x[0,1]. Nenhuma das respostas anteriores 2 2/3 1/3 3 CÁLCULO IV 4a aula 1a Questão Calcule a integral de linha ʃ F.dr, onde F(x,y,z) = (x,y,z), e C é a curva parametrizada por (sen t, cos t , t), 0 ≤ t ≤ 2 ππ Será ππ Será 3 ππ + 1 Será 2 ππ 2 Será 3 ππ Será 4 Explicação: F é contínua em R3 e σ′(t)=(cost,−sent,1)σ′(t)=(cost,−sent,1)é continua em [0,2 π]π] Usando a integral de linha ∫CFdr=∫2π0(sent,cost,t).(cost,−sent,1)dt=∫2π0(sentcost−sentcost+t)dt=2π2∫CFdr=∫02π(sent,cost,t).(cost,−sent,1)dt=∫02π(sentcost−sentcost+t)dt=2π2 2a Questão A integral de linha ∫(2x + y) dx − (x − 4xy) dy no circulo x²+y²= 1, percorrido (uma vez) em sentido anti-horário satisfaz as condições do Teorema de Green. Portanto ao aplicar o teorema encontraremos: -4π 2π -2π 0 4π Explicação: P(x,y) = 2x + y e Q(x,y) = - x + 4xy sao funçoes diferenciáveis em R2 e C é o bordo positivamente orientado de S = { (x,y)| x2 +y2 < = 1} entao podemos aplicar o Teorema de Green (satisfaz as condições do Teorema de Green). ∫(2x+y)dx−(x−4xy)dy=∫∫(4y−2)dxdy∫(2x+y)dx−(x−4xy)dy=∫∫(4y−2)dxdy aplicando as coordenadas polares ∫2pi0∫10(4rsenθ−2)drdθ∫02pi∫01(4rsenθ−2)drdθ = 4 int10r2dr∫2pi0senθdθ−2∫10rdr∫2pi0dθ=−4pi4 int01r2dr∫02pisenθdθ−2∫01rdr∫02pidθ=−4pi 3a Questão Utilize o Teorema de Green para calcular a integral de linha da função diferencial y dx + 3x dy, onde a intergral é definida na interseção do cone z = (x2+ y2)1/2 com o plano z = 2. pi 5 pi 8 pi Nenhuma das respostas anteriores 4 pi Explicação: Utilize o Teorema de Green para calcular a integral de linha da função diferencial y dx + 3x dy, onde a intergral é definida na interseção do cone z = (x2+ y2)1/2 com o plano z = 2. ∫CPdx+Qdy=∫D∂Q∂x−∂P∂ydA∫CPdx+Qdy=∫D∂Q∂x−∂P∂ydA P = y Q = 3x ∂Q∂x=3,∂P∂y=1∂Q∂x=3,∂P∂y=1 ∫CPdx+Qdy=∫D∂Q∂x−∂P∂ydA=∫D3−1dA=∫D2dA=∫CPdx+Qdy=∫D∂Q∂x−∂P∂ydA=∫D3−1dA=∫D2dA= 2 Area D z = (x2+ y2)1/2 com o plano z = 2. 2= (x2+ y2)1/2 4= (x2+ y2) é uma circunferência de raio 2 A=πR2=4πA=πR2=4π mas como é 2 Area D a reposta será 8 ππ 4a Questão Calcule a integral de linha da forma diferencial x2y dx + z dy + xy dz, ao longo do arco da parábola y = x2, z = 1 do ponto A(-1,1,1) ao ponto B(1,1,1). 3/5 4/7 7 2/5 7/3 5a Questão Seja f:R3→Rf:R3→R definida por f(x,y,z)=x+3y2+zf(x,y,z)=x+3y2+z e ττ o segmento de reta que une (0,0,0)(0,0,0) e (1,1,1)(1,1,1). Calcule ∫τfds∫τfds Sugestão: Utilize a parametrização deste segmento : r(t)=(t,t,t)r(t)=(t,t,t), t∈[0,1]t∈[0,1] . √55 2√323 √33 3√232 4√343 6a Questão Determine a integral de linha sendo γγ o segmento de reta da origem A(1,1) a extremidade B(4,2). ∫γ(x+y)dx+(y−x)dy∫γ(x+y)dx+(y-x)dy 5 2/5 11 5/4 10 7a Questão Um homem dirigi em um estrada γγ. Supondo que a estrada percorrida é definida pela integral abaixo sendo γγ o arco da parábola y=x2y=x2 da origem ao ponto A(2,4). Determine o valor da integral. ∫γxy2dx∫γxy2dx 33 34 Nenhuma das respostas anteriores 24/5 32/3 CÁLCULO IV 5a aula 1a Questão Calcule ∫CxzdS∫CxzdS , onde C é a interseção da esfera x² + y² + z² = 4 com o plano x = y. 10 √88 √66 16 0 2a Questão Calcule a integral ∮Cx2ydx−y2xdy∮Cx2ydx-y2xdy em que C é a fronteira da região no primeiro quadrante compreendida pelos eixos coordenados e o círculo x2 + y2 = 16. 18π18π −32π-32π −16π-16π 20π20π 32π32π 3a Questão Determine a integral dupla da função f(x,y) = y2 sen x2 tendo com limites de integração y3= x , y3 = -x , x = 0 e x = 8. cos 64 (cos 64 + 1):3 (- cos 64 +1):3 Nenhuma das respostas anteriores - cos 64 4a Questão Supondo um campo F = xy i - xy2 j, ao longo do triângulo de vértices A (0,0), B(1,0) e C(1,1). Calcule a integral do campo vetorial ao longo do triângulo. 3/5 3 2/3 2 ¼ 5a Questão Usando à técnica de integração dupla, calcular o volume do sólido gerado pela equação f(x,y) = e(x+2y) dxdy, para os intervalosR= [0,1]x[0,3]. (e-1)(e6e6-1) 1/2(e-1) 1/2(e-1)(e6e6-1) -1/2(e-1)(e6e6-1) 1/2(e6e6-1) 6a Questão Calcule a integral dupla: ∫42∫24 ∫21∫12 (x2x2 + y2y2) dydx 70/15 70/3 70/13 70/11 70/9 7a Questão Usando a técnica da integral dupla, encontre o volume do sólido gerado pela expressão ∫∫ ∫∫(x2 + y2) dxdy para os intervalos R=[-1,1] x[-2,1]. 21(u.v.) 15(u.v.) 2(u.v.) 17(u.v.) 8(u.v.) 8a Questão Utilize o Teorema de Green para calcular o trabalho realizado pelo campo →F(x,y)=−3y5→i+5y2x3→jF→(x,y)=-3y5i→+5y2x3j→ para mover uma partícula ao longo da circunferência x2 + y2 = 4, partindo do ponto (2; 0) e retornando a este ponto apenas uma vez. 70π70π 90π90π 160π160π 150π150π 180π CÁLCULO IV 6a aula 1a Questão 24/5 u.v 9/2 u.v 16/3 u.v 18 u.v 10 u.v Respondido em 26/03/2020 22:26:29 Explicação: O aluno usará a integral dupla. Usará a integral dupla. Uma sugestão de limites de integração: 0=<="" td=""> 2aQuestão Seja uma superfície parametrizada por (u,v) = (vcos u, vsen u, 1 - v2 ) com 0 ≤ u ≤ 2 ππ e v Determine o vetor normal a S em O vetor normal será (2,0,1) O vetor normal será (-2,3,-1) O vetor normal será (0,0,-1) O vetor normal será (0,0,0) O vetor normal será (-2,0,-1) 3a Questão Determine a área da região limitada pelas curvas: x = y3 , x + y = 2 e y = 0. 1/2 2 3 5/4 3/5 4a Questão O volume de uma esfera de raio igual a 6 vale: 36π36π 244π244π 144π144π 188π188π 288π288π 5a Questão Determine a integral `int_pi^(2pi) int_0^(pi) (senx+cosy)dxdy `pi `2pi 0 `cos(2pi)-sen(pi) `pi+senx 6a Questão Calcule o volume do sólido no primeiro octante,limitado pelas superficie z = 1 - y2, x = y2+1 e x = - y2 +9 76∕15 76 45 15 Nenhuma das respostas anteriores 7a Questão Seja uma superfície parametrizada por (u,v) = (vcos u, vsen u, 1 - v2 ) com 0 ≤ u ≤ 2 ππ e v Determine a equação do plano tangente a S em 3z + x = 1 z = 2 5x + 4 = 0 3x + 5z = 1 2x + z - 2 = 0 8a Questão A área da região limitada pelo círculo de raio r, positivamente orientada e parametrizada pelo caminho λ(t) = (r cost, r sin t) definida em λ: [0, 2π] ⊂ R → R², safisfaz as condições do Teorema de Green. Aplicando o Teorema podemos encontrar: πr 2πr² πr² π²r 2πr CÁLCULO IV 7a aula 1a Questão Calcular ∫c fds em que r é a hélice definida por r(t)=(sent,cost,t), t∈[0,2π] e F o campo vetorial definido por F(x,y,z)=(x,y,z). π2π2 3π23π2 2π2π 2π22π2 2π32π3 2a Questão Calcule a integral dupla da função f(x,y) = exp ( (y-x) / (y+x) ) sobre a região D delimitada pelas retas x + y = 1, x + y = 2 , x = 0 e y = 0. (3/4) ( e - 1/e) -1/e 3 e - 1/e Nenhuma das respostas anteriores e - 1/e 3a Questão Dado o ponto (1,1,1), em coordenadas cartesianas, a representação deste ponto em coordenadas cilíndricas é apresentada em: (sqrt(2);2pi/4 ; 1) (sqrt(3);pi/4 ; 1) (sqrt(2);pi/4 ; 1) (sqrt(2);pi/4 ; -1) (sqrt(2);pi/4 ; 2) 4a Questão Uma industria possui um equipamento para armazenamento de substâncias para fabricação do produto X. Este equipamento possui um volume específico. O volume deste sólido é delimitado pelos cilindros x2 + y2= 4 e x2 + z2 = 4. Determine o volume deste sólido. Nenhuma das respostas anteriores 128∕3 128 45 28 5a Questão Seja F(x,y,z) = x^(2) + 2y + 3z. Calcular a integral da função F(x,y,z) sobre a curva C definida por r(x,y,z) = -2t (i) + 3t (j) + t (k), onde t varia no intervalo [0 , 1] 4 * (2)^(1/2) 4 * (14)^(1/2) 2 * (14)^(1/2) 14 * (2)^(1/2) 4 6a Questão Em uma indústria existe uma reservatório para armazenamento de um certo produto químico por algum período de tempo. O volume deste reservatório é definido pelo interior da esfera x2 + y2 + z2 = z e o cone z2 = 3 (x2 + y2). Determine o volume do reservatório. pi/96 7/96 7 pi /96 Nenhuma das respostas anteriores 7pi CÁLCULO IV 8a aula 1a Questão Calcule a circulação do campo F (x,y,z) = (y, xz, z2 ) ao redor da curva C fronteira do triânculo cortado do plano x + y + z = 1 pelo primeiro octante, no sentido horário quando vista da origem. 5 3 -1/2 9 24 2a Questão Calcule a massa da superfície S parte do plano z + x = 2 e dentro do cilindro x2 + y2 = 1 sendo a densidade dada por (x,y,z) = y2. M = [ ( 2 ) 1/2 ππ]/4 u.m M = ππ u.m M = 3 ππ u.m. M = [ ( 2 ) 1/2 ππ] u.m M = [ ππ]/4 u.m 3a Questão Determine a integral `int_0^1 int_0^2 int_0^(1-z)dydxdz 2-2z 1-z 2 1 0 4a Questão Seja S a superfície parametrizada por ϕ(u,v)ϕ(u,v) = (vcos u, vsen u, 1 - v2) onde 0≤u≤2π,v≥00≤u≤2π,v≥0 . Identifique esta superfície. A superfície S definida acima é um parabolóide circular. Não temos como definir quem é a superfície S. A superfície S definida acima é um cilindro. A superfície S definida acima é um plano. A superfície S definida acima é uma esfera 5a Questão Um corpo move-se ao longo da parábola y=x² do ponto (0,0) ao ponto (2,4). O trabalho total (w) realizado, se o movimento é causado pelo campo de forças F(x,y)=(x²+y²)i+x²yj, sabendo-se que o arco é medido em metros e a força é medida em Newtons, é: w=540/7N.m w=456/15 N.m w=833/5N.m 577/32N.m w=777/33N.m Explicação: Parametrizacao de y =x2 será (t, t2) portanto r(t) = (t,t2 ) com t variando de 0 a 2 e a derivada de r(t) = ( 1,2t) Portanto F(t) ( t2 + t4, t2 .t2) O trabalho será aplique o limite de integracao de 0 a 2 ∫Fdr=∫(t2+t4)i+t4j)(i+2tj)dt∫Fdr=∫(t2+t4)i+t4j)(i+2tj)dt w = ∫Fdr=t33+t55+2t66=45615∫Fdr=t33+t55+2t66=45615 6a Questão Uma lâmina tem a forma da parte do plano z = x recortada pelo cilindro ( x - 1)2 + y2 = 1. Determine a massa dessa lâmina se a densidade no ponto (x,y,z) é proporcional a distância desse ponto ao plano xy. k√3k3 u.m. 2π u.m. k√2k2ππu.m. √22 u.m. k u.m. 7a Questão Calcule o volume do sólido cuja base inferior é a região retangular no plano xy, com x variando de 0 a 3 e y variando de 0 a 2 e cujo topo está na superfície f(x,y) = 4 - y^2. 10 12 20 14 16 8a Questão Seja o campo vetorial F(x,y,z) = (x - y, x + y, z). Calcule o fluxo de F através de S, orientada com o vetor n exterior a S. S: x2 + y2 = a2 com a > 0 e 0 ≤ z ≤ h. 8 a2h 8 ah 22h a2h 2 a2h CÁLCULO IV 9a aula 1a Questão Calcule o trabalho realizado pelo campo de força F (x,y,z) = (xx + z2, yy + x2, zz + y2) quando uma partícula se move sob sua influência ao redor da borda da esfera de raio 2 que esta no primeiro octante, na direção anti-horária quando vista por cima. 10 16 12 8√585 22 2a Questão Calculo o trabalho realizado pelo campo de força F(x,y,z) = ( xx + z2 , yy + x2 , zz + y2 ) quando uma partícula se move sob sua influência ao redor da borda da esfera x2 + y2 + z2 = 4 que esta no primeiro octante, na direção anti-horária quando vista por cima, 5/2 5 20 16 3/2 3a Questão Ao calcular-se a área da região encerrada pela elípse 4x²+16y²=64, encontra-se o valor de: 16pi 64pi 4pi 9pi 8pi Explicação: A área da elípse é dada por A=a.b.pi, neste caso a=2 e b=4, pois a eq. da elípse fica ( x²/2²) + (y²/4²)=1 4a Questão Calcule a integral dupla da função f(x,y) = x + 2y, onde D é a região limitada pelas parábolas y = 2x2 e y = 1 + x 2. 1/3 36 32/15 32/25 Nenhuma das respostas anteriores 5a Questão Determine o fluxo do rotacional do campo de vetores F(x,y,z)=(y3,x3,ez)F(x,y,z)=(y3,x3,ez) através da superfície S={(x,y,z)∈R3S={(x,y,z)∈R3 tal que x2+y2+z2=2,x2+y2≤1,z≥0}x2+y2+z2=2,x2+y2≤1,z≥0}, com normal exterior. Sugestão: Calcular ∫∫Srot(F)dS∫∫Srot(F)dS, aplicando o teorema de Stokes ∫∫Srot(F)dS=∮∂SF∫∫Srot(F)dS=∮∂SF −12-12 -1 1212 1 0 Respondido em 26/03/2020 22:37:24 Explicação: rot F =( 0,0, 3x2 - 3y2 ) n = = (-fx , - fy , 1) Entao rot F . n = ( 0, 0, 3x2 - 3y2) ∫∫3x2−3y2dxdy∫∫3x2−3y2dxdy usando a mudança de variável polar s=rcosθ;y=rsenθ;0≤θ≤2π;0≤r≤1s=rcosθ;y=rsenθ;0≤θ≤2π;0≤r≤1 Nao esquecendo do jacobiano na integral teremos: ∫∫3(r2cos2θ−r2sen2θ)rdrdθ=0∫∫3(r2cos2θ−r2sen2θ)rdrdθ=0Gabarito Coment. 6a Questão Marque a alternativa que indica o resultado da integral dupla A = ∫20∫02 ∫06(4-x2)dydx 24 10 18 54 32 7a Questão Seja f(x,y) = 1 / (x2+ y2). Determine a integral dupla da função f(x,y) definida no intervalo 0 ≤ x ≤ y e 1 ≤ y ≤ e. pi / 5 pi/4 pi 2 pi Nenhuma das respostas anteriores CÁLCULO IV 10a aula 1a Questão Determine o fluxo do campo vetorial →F(x,y,z)=z→i+y→i+x→kF→(x,y,z)=zi→+yi→+xk→ sobre a esfera unitária x2 + y2 + z2 = 1. 3π3π 23π23π 43π43π 25π25π 2π2π 2a Questão Seja S a parte do cilindro x2 + y2 = 1 limitado pelos planos z = 0 e z = x + 1. Determine a integral de superfície S dado por ʃ ʃ z dS 5/2 ππ 2ππ 3 ππ/2 6 ππ ππ 3a Questão Seja o campo vetorial F(x,y,z) = (x - y, x + y, z). Calcule o fluxo de F através de S, orientada com o vetor n exterior a S. S: x2 + y2+z2 = a2 com a > 0. 3 a3 4 a3 2 a3 5 a3 3/5 a3 4a Questão Na cidade de Carmel existe um reservatório de água. Deseja-se calcular o volume deste reservatório. Sabendo que o reservatório tem o formato de um cilindro de raio R e altura h. Determine o volume do reservatório. pi R R h pi R h pi R2 h Nenhuma das respostas anteriores 5a Questão Seja F(x,y,z) = (z,y,x) podemos determinar o fluxo do compo vetorial F sobre a esfera unitaria como: pi/2 pi 4pi/ 3 5pi/4 2 pi Explicação: Para calcular o fluxo do campo vetorial sobre F sobre a esfera unitaria devemos utilizar o teorema de Gauss. esfera unitaria : x2 + y2 + z2 = 1 divergente F = 1 6a Questão Calcule , ∫∫σ→F.→ndS∫∫σF→.n→dS onde →F(x,y,z)=xy→i+(y2+exz2)→j+sen(xy)→kF→(x,y,z)=xyi→+(y2+exz2)j→+sen(xy)k→ e σσ é a superfície do sólido Q limitado pelo cilindro parabólico z = 1 - x2 e pelos planos z = 0 , y = 0 e y + z = 2. 1843518435 1813518135 1837018370 435435 14351435 7a Questão Seja S o cubo limitado pelos planos x = 0 , x = 1, y = 0, y = 1, z = 0 , z = 1 e F(x,y,z) = ( 2x - z, x2 y , x z2). Determine o fluxo do campo vetorial F sobre o cubo. Dica: Use o teorema de Gauss (teorema da divergencia). 0 10 1 17/6 2 Respondido em 26/03/2020 22:40:57 Explicação: Aplicando o teorema de Gauss temos:∂/∂x(2x−z)+∂/∂y(x2y)+∂/∂z(xz2)=2+x2+2xz∂/∂x(2x−z)+∂/∂y(x2y)+∂/∂z(xz2)=2+x2+2xz ∬SFdS=∭BdivFdV=∭2+x2+2xzdxdydz=17/6∬SFdS=∭BdivFdV=∭2+x2+2xzdxdydz=17/6 Onde 0≤x≤1 ,0≤y≤1 ,0≤z≤1}Onde 0≤x≤1 ,0≤y≤1 ,0≤z≤1} ∬2x+x3/3+x2zdydz∬2x+x3/3+x2zdydz aplicandoolimitedex∬7/3+zdydzaplicandoolimitedex∬7/3+zdydz entaoaofazeremyficara∫107/3+zdz=17/6entaoaofazeremyficara∫017/3+zdz=17/6 8a Questão Encontrar as equações paramétricas da superfície s, que tem equação cartesiana 3y + 2z = 6, com 0 < x < 1, no 1º octante. ϕ(u,v)ϕ(u,v) = (u, v, 2 - (3/2) v) , 0≤u≤10≤u≤1, 0≤v≤20≤v≤2 . ϕ(u,v)ϕ(u,v) = (u+1, v+2u, 2 - 3v) , 0≤u≤10≤u≤1, 0≤v≤20≤v≤2 . ϕ(u,v)ϕ(u,v) = (u, v+3 , v) , 0≤u≤10≤u≤1, 0≤v≤20≤v≤2 . ϕ(u,v)ϕ(u,v) = (u+v, v+u, 2 + (3/2) v) , 0≤u≤10≤u≤1, 0≤v≤20≤v≤2 . ϕ(u,v)ϕ(u,v) = (u+1, v, 2 - (3/2) v) , 0≤u≤10≤u≤1, 0≤v≤20≤v≤2 . CÁLCULO IV 1ª Parte 3a aula 1a Questão Determine o volume do tetraedro limitado pelos planos x + 2y + z = 2, x = 2y, x = 0 e z = 0. Volume 2 u.v Nenhuma das respostas anteriores Volume 3 u.v Volume 4 u.v Volume 1/3 u.v 2a Questão Determine o valor da integral tripla da função f(x,y,z) = xyz , definida sobre a regiçao - 1 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 1 e 1 ≤ z ≤ 2. 4 9/8 Nenhuma das resposta anteriores 8 9 Respondido em 16/03/2020 21:39:40 Explicação: Determine o valor da integral tripla da função f(x,y,z) = xyz , definida sobre a regiçao - 1 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ ∫21∫10∫2−1xyzdxdydz=∫21∫10x22yzdydz∫12∫01∫−12xyzdxdydz=∫12∫01x22yzdydz∫21∫10x22yzdydz=∫21∫102−32yzdydz=∫21∫1032yzdydz∫12∫01x22yzdydz=∫12∫012−32yzdydz=∫12∫0132yzdydz 32∫21y22zdz=32∫2112zdz32∫12y22zdz=32∫1212zdz 34∫21zdz=34z22=34(2−12)=9834∫12zdz=34z22=34(2−12)=98 3a Questão Pedro precisa apresentar a integral tripla da função f(x,y,z)=2 em relação às variáveis x, y e z onde os limites de integração são definidos como 1≤x≤41≤x≤4, 1≤y≤21≤y≤2, 1≤z≤21≤z≤2 . Qual foi a solução encontrada por Pedro ? 2 4 5 6 3 Respondido em 16/03/2020 21:39:47 Explicação: Pedro precisa apresentar a integral tripla da função f(x,y,z)=2 em relação às variáveis x, y e z onde os limites de integração são 1≤x≤41≤x≤4 , 1≤y≤21≤y≤2, 1≤z≤21≤z≤2 . Qual foi a solução encontrada por Pedro ? ∫21∫21∫412dxdydz∫12∫12∫142dxdydz 2∫21∫21x|41dydz=2∫21∫213dydz=6∫21∫21dydz2∫12∫12x|14dydz=2∫12∫123dydz=6∫12∫12dydz 6∫21∫21dydz=6∫21y|21dz=6∫21(2−1)dz6∫12∫12dydz=6∫12y|12dz=6∫12(2−1)dz 6∫21(2−1)dz=6∫21dz=6z|21=6(2−1)=66∫12(2−1)dz=6∫12dz=6z|12=6(2−1)=6 4a Questão Encontre o volume do sólido sob o gráfico da função f (x, y) = 5 e acima do domínio dado pelas inequações y ≤ X ≤ 3y e 0 ≤ y ≤ 5 120 115 110 125 105 5a Questão O ponto dado em coordenadas cartesianas (0,1,2) pode ser representado em coordenadas cilíndricas como: (1, 3pi/2; 2) (2, pi/2; 1) (2, pi/2; 2) (1, pi/2; 2) (1, pi/2; -2) 6a Questão Calcule a integral tripla e marque a única resposta correta: `I = int_0^3int_(-1)^2int_0^1(xyz²)dxdydz -7/4 27/4 7/4 4/27 -27/4 Respondido em 16/03/2020 21:40:06 Explicação: Integral tripla resolvida pelo Método de Fubini. 7a Questão Paulo precisa apresentar a integral multipla da função f(x,y) = ∫∫∫ (xy + x²)dxdydz, onde R= [0.1] x [0,1] x [0,1] aos colegas de classe. Qual o resultado encontrado por Paulo ao desenvolver a integral multipla ? 5/12 9/12 7/12 10/12 8/12 Respondido em 16/03/2020 21:40:21 Explicação: A integral dupla da função f(x,y) = ∫∫∫ (xy + x²)dxdydz, onde R= [0.1] x [0,1] x [0,1] é igual a : A primeira integral ficaria (x2 / 2 ) y + (x3 / 3) com os limites de x de 0 a 1 : (1/2) y + 1/3 ∫∫y2+13dydz=∫12y22+13ydz∫∫y2+13dydz=∫12y22+13ydz Passando o limite de y de 0 a 1 temos ∫∫1212+13dz=(14+13)z∫∫1212+13dz=(14+13)z Passando o limite de z de 0 a 1 temos (14+13)=712(14+13)=712 8a Questão Determine o volume do sólido representado pela integral dupla, onde a função a ser integrada f(x,y) = x2+ y2 esta definida em R = [0,1] x[0,1]. 1/3 3 Nenhuma das respostas anteriores 2 2/3
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