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Autor Mensaje
loonatic
Nivel 9


Edad: 32
Registrado: 16 May 2009
Mensajes: 1256

Carrera: Sistemas
CARRERA.sistemas.3.jpg
MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 10:58 am  Asunto:  Duda con integrales triples Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Tengo que calcular la integral [tex]\iiint_{D}2y\,dxdydz[/tex], siendo D la región dada por [tex]x=\sqrt{4-y^2-z^2}[/tex].
Para que no tengan que pensar mucho pongo el dibujo, es una semiesfera con eje X, bastante simple:
Image

Lo que hice fue parametrizar la región con coordenadas polares, asi:
[tex]x = u[/tex]
[tex]y = r.cos(\theta)[/tex]
[tex]z = r.sin(\theta)[/tex]
con [tex]u \in[0,\sqrt{4-r^2}][/tex], [tex]r\in[0,2][/tex], [tex]\theta \in[0,2\pi][/tex]

entonces la integral me queda [tex]\iiint_{D*}2.r^{2}.cos(\theta)\,dr d\theta du[/tex], es decir [tex]2 \int_{0}^{2}r^2\,dr \int_{0}^{2\pi} cos(\theta)\,d\theta \int_{0}^{\sqrt{4-r^2}}\,du[/tex].
Ahora bien, la integral del medio, con respecto a [tex]\theta[/tex] queda [tex]sen(2\pi)-sen(0)[/tex], que da cero. Pero el resuelto que tengo en la mano dice que toda la integral da [tex]4 \pi[/tex].
Donde está el error??

Gracias!


Geminis Género:Femenino Cabra OfflineGalería Personal de loonaticVer perfil de usuarioEnviar mensaje privadoVisitar sitio web del usuario
Spike Spiegel
Nivel 9


Edad: 36
Registrado: 10 Ago 2007
Mensajes: 1507

Carrera: Informática
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:06 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Una pregunta antes de ver el desarrollo:

Tenés una (semi) esfera. ¿Por qué no coordenadas esféricas?

_________________
[tex]\mbox{Detrás de todo 'tengo hambre' hay un gran 'comete esta'}[/tex]

Virgo Género:Masculino Gato OfflineGalería Personal de Spike SpiegelVer perfil de usuarioEnviar mensaje privadoEnviar emailVisitar sitio web del usuarioYahoo MessengerMSN Messenger
loonatic
Nivel 9


Edad: 32
Registrado: 16 May 2009
Mensajes: 1256

Carrera: Sistemas
CARRERA.sistemas.3.jpg
MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:10 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Spike Spiegel escribió:
Una pregunta antes de ver el desarrollo:

Tenés una (semi) esfera. ¿Por qué no coordenadas esféricas?


Porque coordenadas polares me parece más sencillo :P


Geminis Género:Femenino Cabra OfflineGalería Personal de loonaticVer perfil de usuarioEnviar mensaje privadoVisitar sitio web del usuario
Mafia
Nivel 9


Edad: 34
Registrado: 16 Ago 2008
Mensajes: 4451
Ubicación: en el Mafia-Movil
Carrera: Civil
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:16 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

spike +1. si se parece a una esfera, coordenadas esféricas, sin duda alguna.

_________________
Saludos, Ing. Mafia

Sagitario Género:Masculino Serpiente OfflineGalería Personal de MafiaVer perfil de usuarioEnviar mensaje privado
Johann
Nivel 9


Edad: 34
Registrado: 04 Abr 2009
Mensajes: 1098
Ubicación: Nuñez
Carrera: Informática
CARRERA.informatica.3.jpg
MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:31 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Concuerdo con Spike y Mafia

Igualmente, Theta no debería ir entre 0 y pi (ya que es media esfera)?

Edit: Igual daría cero :P


Capricornio Género:Masculino Serpiente OfflineGalería Personal de JohannVer perfil de usuarioEnviar mensaje privado
_nacho_
Nivel 9



Registrado: 08 Oct 2007
Mensajes: 1271

Carrera: No especificada
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:40 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

En coordenadas esféricas debería salir más fácil, porque es más fácil parametrizar la semiesfera.

Poné las coordenadas de manera que el eje polar apunte en la dirección de tu eje [tex]x[/tex]:

[tex]x = r  sin(\phi)[/tex]

[tex] \int_0^2 dr \int_0^\pi d \theta \int_0^{\pi/2} d \phi \, 2 r^3 sin(\phi) cos(\phi)[/tex]

(la integral en [tex]\phi[/tex] se extiende sólo de [tex]0[/tex] a [tex]\pi/2[/tex] porque es media esfera)

[tex] \int_0^2 dr \, 2 r^3 \int_0^{\pi/2} d \phi \, sin(\phi) cos(\phi) \int_0^\pi d \theta [/tex]

[tex] \left[2\frac{r^4}{4}\right]_0^2  * \left[ - \frac{1}{2}cos^2(\phi)\right]_0^{\pi/2}* \pi [/tex]

[tex] \left[2\frac{16}{4} - 0 \right]  * \left[ 0 + \frac{1}{2}\right] * \pi = 4 \pi[/tex]

Edit: Ojo, me equivoqué. No es la integral que plantean en el enunciado. La integral del enunciado debería dar 0 (ver más abajo).




Última edición por _nacho_ el Vie Ene 28, 2011 11:53 am, editado 1 vez
 Género:Masculino  OfflineGalería Personal de _nacho_Ver perfil de usuarioEnviar mensaje privado
loonatic
Nivel 9


Edad: 32
Registrado: 16 May 2009
Mensajes: 1256

Carrera: Sistemas
CARRERA.sistemas.3.jpg
MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:40 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Bueno. Esféricas:
[tex]x=r.sen(\varphi).cos(\theta)[/tex]
[tex]y=r.sen(\varphi).sen(\theta)[/tex]
[tex]z=r.cos(\varphi)[/tex]

con [tex]r \in [0,2], \varphi \in [0,\pi], \theta \in [0,\frac{\pi}{2}] \cup [\frac{3\pi}{2},2\pi][/tex].

La integral con [tex]\theta \in [0,\frac{\pi}{2}][/tex] me dio [tex]4 \pi[/tex], la otra da lo mismo, asi que en total me da [tex]8\pi[/tex].

En el resuelto pusieron el mismo intervalo de valores pero con [tex]\varphi \in [0,\frac{\pi}{2}][/tex], y no entendí porqué.

Igualmente no me voy a ir conforme hasta no entender porqué con polares me dio cero ¬¬


Geminis Género:Femenino Cabra OfflineGalería Personal de loonaticVer perfil de usuarioEnviar mensaje privadoVisitar sitio web del usuario
_nacho_
Nivel 9



Registrado: 08 Oct 2007
Mensajes: 1271

Carrera: No especificada
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:45 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Uh, que bolú. Era 2y no 2x.

Ah, claramente la integral como está da 0 porque la función es impar respecto a y y el dominio es simétrico respecto al plano XZ.

_________________

 Género:Masculino  OfflineGalería Personal de _nacho_Ver perfil de usuarioEnviar mensaje privado
_nacho_
Nivel 9



Registrado: 08 Oct 2007
Mensajes: 1271

Carrera: No especificada
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:57 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Digamos, usando el integrador ojimétrico: el dominio es simétrico respecto al plano XZ y la función es antisimétrica respecto al mismo plano. Lo que sea que te dé la integral a la izquierda del plano XZ va a ser el negativo de lo que sea que te dé la integral a la derecha. Al sumar se anulan. ¿Se entiende?

Me parece que deber haber algo mál en el enunciado. ¿Cuáles son los rangos para [tex]y[/tex] y [tex]z[/tex] en el enunciado del problema?

_________________

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loonatic
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Carrera: Sistemas
CARRERA.sistemas.3.jpg
MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 11:59 am  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

_nacho_ escribió:

Me parece que deber haber algo mál en el enunciado. ¿Cuáles son los rangos para [tex]y[/tex] y [tex]z[/tex] en el enunciado del problema?


Lo que yo puse es una parte de un problema de la guía, es el 23 de la guia X vieja. Igualmente no tiene nada que ver el enunciado, porque no puede ser que con polares me de 0 y con esféricas me de 8 pi...


Geminis Género:Femenino Cabra OfflineGalería Personal de loonaticVer perfil de usuarioEnviar mensaje privadoVisitar sitio web del usuario
_nacho_
Nivel 9



Registrado: 08 Oct 2007
Mensajes: 1271

Carrera: No especificada
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 12:05 pm  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Con esféricas te tiene que dar también 0. Vos calculaste para [tex][0,\pi/2][/tex] y te dio [tex]4 \pi[/tex]. Si hacés la otra integral te tiene que dar [tex]-4 \pi[/tex].


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Spike Spiegel
Nivel 9


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Registrado: 10 Ago 2007
Mensajes: 1507

Carrera: Informática
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 12:10 pm  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

Es que la integral DA cero, exactamente por lo que dijo Nacho. Observá la simetría respecto del plano XZ y vas a ver que cada punto del dominio en el lado negativo del eje Y se anula con cada punto del lado positivo del eje Y.

El resuelto está mal, lo que habías hecho en cilíndricas está "bien".

No te puede dar 8pi con esféricas, estás pifiando en un signo. Es 4pi una y-4pi la otra.

Johann escribió:
Igualmente, Theta no debería ir entre 0 y pi (ya que es media esfera)?


No, está en cilíndricas, está recorriendo las círcunferencias diferenciales con theta.

_________________
[tex]\mbox{Detrás de todo 'tengo hambre' hay un gran 'comete esta'}[/tex]

Virgo Género:Masculino Gato OfflineGalería Personal de Spike SpiegelVer perfil de usuarioEnviar mensaje privadoEnviar emailVisitar sitio web del usuarioYahoo MessengerMSN Messenger
loonatic
Nivel 9


Edad: 32
Registrado: 16 May 2009
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Carrera: Sistemas
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MensajePublicado: Vie Ene 28, 2011 12:35 pm  Asunto:  (Sin Asunto) Responder citandoFin de la PáginaVolver arriba

_nacho_ escribió:
Con esféricas te tiene que dar también 0. Vos calculaste para [tex][0,\pi/2][/tex] y te dio [tex]4 \pi[/tex]. Si hacés la otra integral te tiene que dar [tex]-4 \pi[/tex].


Tenés razón, me confundí yo. Da cero Smile

Gracias a todos por la ayuda.


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