Enunciado

Calcule a integral dupla, identificando-a antes com o volume de um sólido.

10.

∬ R 2 x + 1   d A ,   R = { ( x , y ) | 0 ≤ x ≤ 2 ,   0 ≤ y ≤ 4 }

Passo 1

Fala, gente bonita!

A questão manda a gente calcular essa integral dupla, dando pra gente os limites de integração da região, moleza né? Mas antes quer que a gente identifique-a com o volume de um sólido.

Estamos trabalhando com volume, uma região com três dimensões.

Nós podemos interpretar essa integral assim, ó:

z = 2 x + 1 ;     z ≥ 0

Se nosso sólido tiver x = 0 , a altura dele será z = 1 , beleza?

Temos outros limites de integração dados no enunciado que definem a região, veja:

0 ≤ x ≤ 2

0 ≤ y ≤ 4

Como todas as informações nos dizem que as regiões são positivas, podemos representar o sólido um prisma triangular de base quadrada. Assim, temos um esboço:

Passo 2

Para calcular o volume do sólido, podemos fazer a integral dessa região ou fazer de um jeito bem mais rápido. Olha só!

Temos que considerar a altura quando

x = 0 → z = 1

x = 2 → z = 5

Não podemos passar disso, já que 0 ≤ x ≤ 2 .

Por isso vamos calcular nosso primeiro volume, do cubo (no desenho representado em verde)

V 1 = b a s e ∙ a l t u r a ∙ l a r g u r a

V 1 = 2 ⋅ 4 ⋅ 1 = 8

E o volume do prisma (representado em azul):

V 2 = b a s e ⋅ a l t u r a ⋅ l a r g u r a 2

Na altura total z = 5 , precisamos subtrair 1 já que nosso prisma começa a partir dele, então:

V 2 = 2 ⋅ 4 ⋅ 4 2 = 16

Assim, somando os volumes, teremos que

V 1 + V 2 = 8 + 16 = 24

Resposta

24

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