×   HOME JAVA NETPLOT OCTAVE Traži ...
  matematika2
Neposredna integracija u trostrukom     VIŠESTRUKI INTEGRALI     Sferne koordinate u trostrukom


Cilindrične koordinate u trostrukom integralu

Izračunajte integral

$\displaystyle \iiint\limits_{V}\left(
 x^{2}+y+z^{2}\right) ^{3}  dx  dy  dz$    

ako je \begin{displaymath}\displaystyle V\ldots \left\{
\begin{array}{c}
x^{2}+z^{2}\leq 1 \\
0\leq y\leq 1
\end{array}
\right. \end{displaymath} .

Rješenje.

Područje integracije $ V$ zadanog integrala prikazano je na slici 4.12.

Slika: Područje integracije zadano s $ x^{2}+z^{2}\leq 1$ i $ 0\leq y\leq 1$ .
\begin{figure}\centering
\epsfig{file=sl29_trostruki_integral.eps, width=5cm}
\end{figure}

Uvedimo cilindrične koordinate [*][M2, poglavlje 4.3.1], ali tako da polarni koordinatni sustav bude u ravnini $ xz$ :

$\displaystyle x$ $\displaystyle =r\cos \varphi$,    
$\displaystyle y$ $\displaystyle =y$,    
$\displaystyle z$ $\displaystyle =r\sin \varphi$.    

U novim koordinatama je element volumena jednak

$\displaystyle dV=r  dr  d\varphi  dz$,    

odnosno, Jakobijan je $ J=r$ , pa je integral jednak

$\displaystyle \iiint\limits_{V}\left(
 x^{2}+y+z^{2}\right) ^{3}  dx  dy  dz$ $\displaystyle =\int\limits_{0}^{2\pi } d\varphi\int\limits_{0}^{1} dr\int\limits_{0}^{1}\left( r^{2}+y\right) ^{3} r dy$    
  $\displaystyle =\int\limits_{0}^{2\pi } d\varphi \int\limits_{0}^{1} r\frac{\left(
 r^{2}+y\right) ^{4}}{4}\underset{0}{\overset{1}{\bigg\vert}}dr$    
  $\displaystyle =\int\limits_{0}^{2\pi } d\varphi \int\limits_{0}^{1} \left[ \frac{1}{4}
 r\left( r^{2}+1\right) ^{4}-\frac{1}{4}r^{9}\right]  dr$    
  $\displaystyle =\int\limits_{0}^{2\pi } \left[ \frac{1}{8}\frac{\left( r^{2}+1\...
...1}{4}
 \frac{r^{10}}{10}\right] \underset{0}{\overset{1}{\bigg\vert}} d\varphi$    
  $\displaystyle =\int\limits_{0}^{2\pi }\frac{3}{4} d\varphi =\frac{3}{4}\varphi \underset
 {0}{\overset{2\pi }{\bigg\vert}}=\frac{3\pi }{2}$.    


Neposredna integracija u trostrukom     VIŠESTRUKI INTEGRALI     Sferne koordinate u trostrukom