Enunciado

Calcule a integral tripla.

∭ E y d V

Onde E = x , y , z 0 ≤ x ≤ 3 ,   0 ≤ y ≤ x , x - y ≤ z ≤ x + y

Passo 1

Falaa, galera!

Nesse exercício, precisamos calcular uma integral tripla:

∭ y d V

Sob a região:

E = x , y , z 0 ≤ x ≤ 3 ,   0 ≤ y ≤ x , x - y ≤ z ≤ x + y

Pra resolver isso, a gente primeiro vai transformar essa integral tripla em uma integral iterada, usando os limites de cada variável que a região E define, e depois calcular!

Algumas coisas que precisamos nos atentar nesse processo:

Primeiro, se os limites de integração de uma variável dependerem de outra, ela tem que ser feita antes! Por exemplo: se os limites de z dependerem de y , temos que integrar em função de z antes de y .

Além disso, lembrar que quando integramos em função de uma variável, as outras são consideradas constantes!

Então vamos lá!

Passo 2

Da nossa região de integração E :

E = x , y , z 0 ≤ x ≤ 3 ,   0 ≤ y ≤ x , x - y ≤ z ≤ x + y

A gente tem os seguintes limites de cada variável:

0 ≤ x ≤ 3

0 ≤ y ≤ x

x - y ≤ z ≤ x + y

Percebe que como os limites de z dependem tanto de x quando de y , a gente vai ter que integrar em função de z antes das duas outras, então vai ficar alguma coisa assim:

∬ ∫ x - y x + y y d z d x d y

Ou

∬ ∫ x - y x + y y d z d y d x

Só que como os limites de y dependem de x , temos que integrar em y antes, então a integral iterada fica:

∫ 0 3 ∫ 0 x ∫ x - y x + y y d z d y d x

Passo 3

Calculando nossa integral de dentro pra fora, primeiro integramos em função de z , considerando x e y constantes:

∫ 0 3 ∫ 0 x ∫ x - y x + y y d z d y d x =

Como y é constante, essa integral fica:

= ∫ 0 3 ∫ 0 x y ∙ z z = x - y z = x + y d y d x =

Substituindo nos limites de integração:

= ∫ 0 3 ∫ 0 x y ∙ x + y - y x - y d y d x =

Podemos fazer a distributiva:

= ∫ 0 3 ∫ 0 x x y + y 2 - x y + y 2 d y d x =

= ∫ 0 3 ∫ 0 x 2 y 2 d y d x

Passo 4

Agora integrando em função de y , e x é constante:

∫ 0 3 ∫ 0 x 2 y 2 d y d x =

Podemos integrar direto:

= ∫ 0 3 2 y 3 3 y = 0 y = x d x =

E então:

= ∫ 0 3 2 x 3 3 - 2 ∙ 0 3 3 d x =

= ∫ 0 3 2 3 x 3 d x

Passo 5

Por último, integrando em função de x :

∫ 0 3 2 3 x 3 d x =

= 2 3 ∙ x 4 4 0 3 =

Calculando nos limites:

= 2 3 ∙ 3 4 4 - 2 3 ∙ 0 4 4 =

= 2 3 ∙ 3 4 4 = 3 3 2

E achamos o valor da integral:

∭ E y d V = 27 2

Resposta

∭ E y d V = 27 2

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