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Calcule a integral de linha do campo vetorial F(x, y) = (x2−2y, x3+y) do ponto (0,0) ao ponto (1,1) ao longo do segmento de reta y = x. 1/8 1/2 1/3 1/12 1/6
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Alexandre Henriques

ano passado

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há 4 meses

Para calcular a integral de linha do campo vetorial \( F(x, y) = (x^2 - 2y, x^3 + y) \) do ponto \( (0,0) \) ao ponto \( (1,1) \) ao longo do segmento de reta \( y = x \), precisamos seguir os seguintes passos: 1. Parametrização da curva: Como estamos integrando ao longo da reta \( y = x \), podemos parametrizar a curva como: \[ \mathbf{r}(t) = (t, t) \quad \text{para } t \in [0, 1] \] 2. Cálculo do vetor diferencial: O vetor diferencial \( d\mathbf{r} \) é dado por: \[ d\mathbf{r} = (dx, dy) = (dt, dt) = (1, 1) dt \] 3. Substituição no campo vetorial: Agora, substituímos \( x \) e \( y \) na função \( F \): \[ F(t, t) = (t^2 - 2t, t^3 + t) \] 4. Cálculo do produto escalar: Precisamos calcular o produto escalar \( F(t, t) \cdot d\mathbf{r} \): \[ F(t, t) \cdot d\mathbf{r} = (t^2 - 2t, t^3 + t) \cdot (1, 1) = (t^2 - 2t) + (t^3 + t) = t^3 + t^2 - t \] 5. Integral de linha: Agora, integramos de \( t = 0 \) a \( t = 1 \): \[ \int_0^1 (t^3 + t^2 - t) dt \] Calculando a integral: \[ \int_0^1 (t^3 + t^2 - t) dt = \left[ \frac{t^4}{4} + \frac{t^3}{3} - \frac{t^2}{2} \right]_0^1 = \left( \frac{1}{4} + \frac{1}{3} - \frac{1}{2} \right) \] Para somar, precisamos de um denominador comum, que é 12: \[ = \left( \frac{3}{12} + \frac{4}{12} - \frac{6}{12} \right) = \frac{3 + 4 - 6}{12} = \frac{1}{12} \] Portanto, a integral de linha do campo vetorial \( F \) do ponto \( (0,0) \) ao ponto \( (1,1) \) ao longo do segmento de reta \( y = x \) é \( \frac{1}{12} \). A alternativa correta é: 1/12.

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ano passado

Para calcular a integral de linha do campo vetorial F(x, y) = (x² - 2y, x³ + y) ao longo do segmento de reta y = x, do ponto (0,0) ao ponto (1,1), podemos utilizar o Teorema de Green, que relaciona a integral de linha de um campo vetorial com a integral dupla da região delimitada pela curva. Para isso, precisamos encontrar a curva que delimita a região e o sentido de percurso. No caso, a curva é o segmento de reta y = x, que vai do ponto (0,0) ao ponto (1,1), e o sentido de percurso é de (0,0) para (1,1). Assim, podemos escrever a curva como uma parametrização: r(t) = (t, t), com t variando de 0 a 1. Calculando a derivada dessa parametrização, temos: r'(t) = (1, 1). Aplicando o Teorema de Green, temos: ∫C F(x, y) · dr = ∬R (∂Q/∂x - ∂P/∂y) dA Onde P = x² - 2y e Q = x³ + y são as componentes do campo vetorial F(x, y). Calculando as derivadas parciais, temos: ∂Q/∂x = 3x² ∂P/∂y = -2 Substituindo na fórmula do Teorema de Green, temos: ∫C F(x, y) · dr = ∬R (3x² + 2) dA Integrando em relação a x, temos: ∫C F(x, y) · dr = ∫0¹ ∫x^1 (3x² + 2) dy dx ∫C F(x, y) · dr = ∫0¹ (3x³ + 2x) dx ∫C F(x, y) · dr = [3/4 x^4 + x²] de 0 a 1 ∫C F(x, y) · dr = (3/4 + 1) - (0 + 0) ∫C F(x, y) · dr = 7/4 Portanto, a resposta correta é: 7/4.

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