Matemática, perguntado por Isabelleczs, 1 ano atrás

Integral de volumes = elipsóide
[tex] 2x^{2} + y^{2} \leq 1      


Isabelleczs: y positivo

Soluções para a tarefa

Respondido por carlosmath
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Sea \dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}+\dfrac{z^2}{c^2}=1 un elipsoide, hallaremos su volumen.

1) usaremos el siguiente cambio de variable
x=ar\cos \theta\sin \phi\;,\; y = br\sin \theta\sin \phi\;,\; z=cr\cos \phi

donde: \theta \in (0,2\pi]\;,\; \phi\in (0,\pi]\;,\;r\in(0,1]

2) Cálculo del jacobiano

      \left|\dfrac{\partial(x,y,z)}{\partial(r,\theta,\phi )}\right|=\left|
\det\left[\begin{matrix}
a\cos\theta\sin \phi&-ar\sin\theta\sin \phi&ar\cos\theta\cos \phi\\ 
b\sin\theta\sin\phi&br\cos\theta\sin\phi&br\sin\theta\cos\phi\\
c\cos\phi&0&-cr\sin\phi
\end{matrix}\right]\right|\\ \\ \\
\left|\dfrac{\partial(x,y,z)}{\partial(r,\theta,\phi )}\right|=abcr^2|\sin \phi|

3) Calculo del volumen

              \displaystyle 
V=\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{\pi}\int_{0}^{1}abcr^2|\sin\phi|\,dr\,d\phi\,d\theta\\ \\
V=abc\int_{0}^{2\pi}d\theta\cdot \int_{0}^{\pi}|\sin \phi|d\phi\cdot \int_{0}^{1}r^2dr\\ \\
V=2\pi \,abc\cdot \int_{0}^{\pi}\sin \phi \;d\phi\cdot \dfrac{1}{3}\\ \\
V=\dfrac{2}{3}\pi \,abc \cdot 2\\ \\ \\
\boxed{V=\dfrac{4}{3}\pi \,abc}
\\ \\.

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