Thomas 11ed , Capítulo 15 , Seção 15.3 , Exercício 42

Índice do Banco de Exercícios de Cálculo 3 -> Integrais duplas na forma polar

Enunciado

Exercício 42

Suponha que a área de uma região no plano de coordenadas polares seja

A

Esboce a região e encontre sua área.

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Solução

Em coordenadas cartesianas, a igualdade r corresponde à equação de um círculo. De fato, multiplicando por r, obtém-se que r^2 , onde

r^2

e

2*r*sen(theta)

Assim, a igualdade corresponde à equação, x^2+y^2 , ou ainda x^2+(y-1)^2 , que é a equação de um círculo de raio 1 e centro no ponto (0, 1). O círculo está esboçado logo a seguir.

Por sua vez, a igualdade r corresponde à equação de uma reta. Para ver isso, basta notar que cosec(theta) , e portanto a igualdade é equivalente a r*sen(theta) , isto é y , que é a equação de uma reta paralela ao eixo Ox .

Segue-se que a região de integração corresponde àquela entre o círculo e a reta, com o ângulo theta entre Pi/4 e 3*Pi/4 . Essa região estã ilustra da na figura abaixo, na cor azul claro.

[Maple

A integral pode ser calculada diretamente usando integrais iteradas. Mas pode ser calculada de uma forma indireta, uma vez que a integral corresponde à área da região esboçada acima, e já se sabe que esta área é igual a Pi/2 (metade a área do disco de raio 1). Assim,

Int(Int(r,r

 


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Pablo Santiago


Publicado em: 03/08/2008
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