Calcule o volume do sólido que não contém a origem e é limitado pelas superfícies:
Passo 1
Aqui vamos usar aquela fórmula para cálculo de volumes:
Mas vamos entender nosso sólido antes pra saber como descrever o domínio e o que usaremos como .
Passo 2
Temos um paraboloide, , limitado por um cilindro e o plano .
Como ele quer a parte que não contem a origem, vamos ter esse pedaço aqui:
E a nossa função vai ser dada pelo próprio paraboloide e o domínio vai ser a projeção disso, vamos ver como que vai ficar!
Passo 3
A projeção do paraboloide é dada quando e aí temos:
Mas temos aquele “furo” por causa do cilindro, que tem projeção de , então ficamos com algo assim:
Que é muito bom de escrevermos em coordenadas polares, assim como nossa função
Passo 4
Vamos lembrar como que é a mudança para coordenadas polares:
Então aquela integral que a gente tem lá em cima fica:
Como vimos no passo anterior, o domínio é bem fácil de escrever em coordenadas polares. Temos, simplesmente e . Então:
Passo 5
Agora é só calcular a integral:
Pronto, tá feito!