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Luca asked in Matematica e scienzeMatematica · 10 months ago

domanda di analisi matematica?

Calcolare il seguente integrale integrale doppio su D di f(x,y)dxdy dove D = {(x,y) : x ≥ 0, y ≥ 0,−x2 + 1 ≤ y ≤(−x^2 /4) + 1} e f(x,y) = x + y. Dovrei riscrivere quel dominio come dominio normale rispetto ad y con la x che varia tra due funzioni dipendenti da y ma mi sembra abbastanza complicato definire tale dominio.Sapreste risolvere questo integrale spiegando dettagliatamente i passaggi?

2 Answers

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  • 10 months ago
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    Il dominio descritto non è normale rispetto all'asse x, ma rispetto

    all'asse y lo è. Si ha infatti

    0 ≤ y ≤ 1, √(1-y) ≤ x ≤ 2√(1-y).

    Allora dobbiamo prima integrare la funzione x+y in dx fra i limiti

    √(1-y) e 2√(1-y)

    con risultato

    (3/2) (1-y) + y √(1-y);

    poi si integra quest'ultima funzione in dy fra i limiti 0 e 1;

    primitiva [45y^2+90y+45+24(1-y)^(5/2)-40(1-y)^(3/2)]/60;

    risultato finale 61/60.

  • Anonymous
    10 months ago

    Per definire in modo esplicito le limitazioni del dominio consideriamo che

    deve risultare   - x^2 + 1 <= y <= -x^2/4 + 1

    oltre naturalmente a          x >= 0

    Da 1 - x^2 = 0 e  1 - x^2/4 = 0    con x >= 0   si ha   xi = 1 e xf = 2

    Quindi     1 <= x <= 2

    https://www.desmos.com/calculator/rcxzwyykei

    graficamente il dominio è la regione del primo quadrante fra i due archi di parabola

    Pertanto  D =  

    { 1 <= x <= 2

    { - x^2 + 1 <= y <= -x^2/4 + 1

    e l'integrale doppio si esprime come

    S_[1,2] S_[-x^2 +1, -x^2/4 + 1] ( x + y ) dy dx =

    = S_[1,2]  ( xy + y^2/2 )_[-x^2+1, -x^2/4 + 1] dx =

    = S_[0,1] [ x(- x^2/4 + 1 ) + 1/2 (-x^2/4 + 1)^2 - x (1 - x^2 ) - 1/2 ( 1 - x^2)^2 ] dx =

    = S_[1,2] [ - x^3/4 + x + 1/2 - x^2/4 + x^4/32 - x + x^3 - 1/2 + x^2 - 1/2 x^4 ] dx =

    = S_[1,2] [ 3/4 x^2 + 3/4 x^3 - 15/32 x^4 ] dx =

    = [ 3/4 * x^3/3 + 3/4 * x^4/4 - 15/32 x^5/5 ]_[1,2] =

    = [ 1/4 x^3 + 3/16 x^4 - 3/32 x^5]_[1,2] =

    = (2 + 3 - 3) - (8 + 6 - 3)/32 =

    = 2 - 11/32 =

    = 53/32

    oppure 1.65625

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