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O emprego de mudanças de coordenadas em integrais triplas exige a identificação do jacobiano associado à transformação, relacionando as variáveis d...

O emprego de mudanças de coordenadas em integrais triplas exige a identificação do jacobiano associado à transformação, relacionando as variáveis do sistema de coordenadas original, que em geral consiste em coordenadas cartesianas, com as variáveis do novo sistema.
Considere as mudanças, com base no sistema de coordenadas cartesianas, dadas por
x = v + w² , y = w + u² , z = u + v²
e que
Assinale a alternativa que indica o jacobiano associado à transformação descrita:
A) J = 1+ 2uvw.
B) J = 1.
C) J = 1+ 8uvw.
D) J = 8uvw.
E) J = 0.

Essa pergunta também está no material:

PROVA PRESENCIAL - 1 CHAMADA - CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL III
12 pág.

Cálculo Diferencial e Integral (mat22) AnhangueraAnhanguera

Respostas

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Para identificar o jacobiano associado à transformação descrita, precisamos calcular o determinante da matriz jacobiana. A matriz jacobiana é dada pelas derivadas parciais das novas coordenadas em relação às coordenadas originais. Dadas as transformações: x = v + w² y = w + u² z = u + v² As derivadas parciais são: ∂x/∂u = 0 ∂x/∂v = 1 ∂x/∂w = 2w ∂y/∂u = 2u ∂y/∂v = 0 ∂y/∂w = 1 ∂z/∂u = 1 ∂z/∂v = 2v ∂z/∂w = 0 O jacobiano J é o determinante da matriz jacobiana, que é dado por: J = ∂(x,y,z) / ∂(u,v,w) = ∂x/∂u * ∂y/∂v * ∂z/∂w + ∂y/∂u * ∂z/∂v * ∂x/∂w + ∂z/∂u * ∂x/∂v * ∂y/∂w - ∂z/∂u * ∂y/∂v * ∂x/∂w - ∂y/∂u * ∂x/∂v * ∂z/∂w - ∂x/∂u * ∂z/∂v * ∂y/∂w Calculando as derivadas parciais e o jacobiano, temos: J = 1 * 1 * 0 + 2u * 2v * 2w + 1 * 1 * 2w - 1 * 2v * 2w - 2u * 1 * 0 - 1 * 1 * 2w J = 8uwv + 2w - 4vw - 0 - 0 J = 8uvw + 2w - 4vw Portanto, o jacobiano associado à transformação descrita é J = 8uvw + 2w - 4vw, que corresponde à alternativa: C) J = 1 + 8uvw.

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