Integrale doppio
Salve a tutti,
ho svolto il seguente integrale doppio $int y^3dxdy$ nel dominio delimitato dall'asse x, dalla retta $y=-x+2$ e dalla semicirconferenza $x^2+y^2-2y=0$, $x>=0$.
L'ho svolto in più modi, cambiamento di variabili ,coordinate polari, frontiera del dominio e in tutti i casi alla fine ottengo un integrale abbastanza lungo e complicato, non dico impossibile, ma comunque molto complicato. E' possibile? Oppure c'è un modo più semplice per risolverlo?
Grazie mille a tutti!
ho svolto il seguente integrale doppio $int y^3dxdy$ nel dominio delimitato dall'asse x, dalla retta $y=-x+2$ e dalla semicirconferenza $x^2+y^2-2y=0$, $x>=0$.
L'ho svolto in più modi, cambiamento di variabili ,coordinate polari, frontiera del dominio e in tutti i casi alla fine ottengo un integrale abbastanza lungo e complicato, non dico impossibile, ma comunque molto complicato. E' possibile? Oppure c'è un modo più semplice per risolverlo?
Grazie mille a tutti!
Risposte
E' lungo si, ma non impossibile. GaussGreen non credo che aiuti.
Si può intanto traslare la circonferenza e piazzarla nell'origine.
Diventa:
$I=\int (y+1)^3\ dx\ dy, \ \ \ (x,y)\inRR^2: x^2+y^2<1, y>1-x$
Quindi si può calcolare l'integrale come differenza di due domini:
- dominio B: $x^2+y^2<1, y>0, x>0$
- dominio C: $y<1-x, y>0, x>0$
Allora $I=I_B-I_C=\int_0^1\int_0^(\pi/2) \rho(\rhosin\theta+1)^3\ d\theta\ d\rho-\int_0^1\int_0^(1-x)(y+1)^3\ dy\ dx$
In primo integrale
$I_B=\int_0^1\int_0^(\pi/2) \rho(\rhosin\theta+1)^3\ d\theta\ d\rho=$
$=\int_0^1\int_0^(\pi/2) (\rho^4sin^3\theta+3\rho^3sin^2\theta+3\rho^2sin\theta+\rho)\ d\theta\ d\rho=$
$=\int_0^1\int_0^(\pi/2) (\rho^4sin\theta(1-cos^2\theta)+3\rho^3(1-cos(2\theta)/2)+3\rho^2sin\theta+\rho)\ d\theta\ d\rho$
si calcola separatamente ogni addendo che si può calcolare separatamente in $\rho$ e in $\theta$
Il secondo integrale $I_C$ non è difficile.
Si può intanto traslare la circonferenza e piazzarla nell'origine.
Diventa:
$I=\int (y+1)^3\ dx\ dy, \ \ \ (x,y)\inRR^2: x^2+y^2<1, y>1-x$
Quindi si può calcolare l'integrale come differenza di due domini:
- dominio B: $x^2+y^2<1, y>0, x>0$
- dominio C: $y<1-x, y>0, x>0$
Allora $I=I_B-I_C=\int_0^1\int_0^(\pi/2) \rho(\rhosin\theta+1)^3\ d\theta\ d\rho-\int_0^1\int_0^(1-x)(y+1)^3\ dy\ dx$
In primo integrale
$I_B=\int_0^1\int_0^(\pi/2) \rho(\rhosin\theta+1)^3\ d\theta\ d\rho=$
$=\int_0^1\int_0^(\pi/2) (\rho^4sin^3\theta+3\rho^3sin^2\theta+3\rho^2sin\theta+\rho)\ d\theta\ d\rho=$
$=\int_0^1\int_0^(\pi/2) (\rho^4sin\theta(1-cos^2\theta)+3\rho^3(1-cos(2\theta)/2)+3\rho^2sin\theta+\rho)\ d\theta\ d\rho$
si calcola separatamente ogni addendo che si può calcolare separatamente in $\rho$ e in $\theta$
Il secondo integrale $I_C$ non è difficile.