Enunciado

Calcule a integral de superfície.

∬ S x   d S

S é a região triangular com vértices ( 1,0 , 0 ) , ( 0 , - 2,0 ) e ( 0,0 , 4 )

Passo 1

E aí, minha gente! Beleza?

A questão quer o valor da integral:

∫ ∫ S   x   d S

S é a região triangular com vértices ( 1,0 , 0 ) , ( 0 , - 2,0 ) e ( 0,0 , 4 ) .

Bom, para isso podemos usar a equação:

∬ S f x , y , z d S = ∬ D f x , y , g x , y d z d x 2 + d z d y 2 + 1   d A

Então, vamos precisar achar as derivadas parciais da nossa função f x , y , z , que vamos achar usando os vértices que o enunciado apresentou. Daí, é só escrevermos nossa região D como uma integral dupla e resolver nossa integral.

Bora lá!

Passo 2

Primeiro, vamos tentar achar nossa superfície descrita pelo enunciado:

S é a região triangular com vértices 1 ,   0 ,   0   ,   0 ,   2 ,   0 e 0 ,   0 ,   2

Galera, aqui S vai ser a região do plano

f x , y , z = z = 4 - 4 x + 2 y

Olhando no plano x y , vemos que:

0 ≤ x ≤ 1

E:

2 x - 2 ≤ y ≤ 0

Então, agora que achamos nossa função z , vamos calcular suas derivadas parciais

  • Derivada em x , tratando y como constante:
  • ∂ z ∂ x = ∂ 4 - 4 x + 2 y ∂ x = - 4

  • Derivada em y , tratando x como constante:

∂ z ∂ y = ∂ 4 - 4 x + 2 y ∂ y = 2

Calculando o termo da nossa equação:

1 + d z d x 2 + d z d y 2 = 1 + 16 + 4 = 21

Passo 3

Logo nossa integral se resume a

∫ 0 1 ∫ 2 x - 2 0 x 21 d y d x

Tirando a constante para fora e integrando em y , que é a integral de dentro, tratando x como constante:

21 ∫ 0 1 x d x y   2 x - 2 0

Aplicando os limites de integração em y :

21 ∫ 0 1 x 2 - 2 x d x

Agora integramos em x :

= 21 x 2 - 2 3 x 3 0 1

Aplicando os limites:

= 21 1 - 2 3 = 21 3

Então:

∫ ∫ S   x   d S = 21 3

Resposta

∫ ∫ S   x   d S = 21 3

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