Enunciado

Calcule ∬ S x 2 + y 2 + z 2 d S com precisão de quatro casas decimais, quando S é a superfície z = x e y , 0 ≤ x ≤ 1 , 0 ≤ y ≤ 1 .

Passo 1

Fala, galera!

Nessa questão, precisamos calcular

∬ S x 2 + y 2 + z 2 d S

Quando S é uma superfície definido por

z = x e y

0 ≤ x ≤ 1

0 ≤ y ≤ 1

O resultado deve ter precisão de quatro casas decimais!

Gente, pra resolver, temos que relembrar que d S é um diferencial de superfície que pode ser escrito como essa fórmula aqui:

d S = ∂ z ∂ x 2 + ∂ z ∂ y 2 + 1   d A

Passo 2

Primeiro, resolveremos as derivadas parciais dentro da fórmula de z em relação a x e a y .

De acordo com o enunciado:

z = x e y

Assim:

∂ z ∂ x x e y = e y

∂ z ∂ y x e y = x e y

E lembrando que a região S tem limites de integração também definidos pelo enunciado:

0 ≤ x ≤ 1

0 ≤ y ≤ 1

Substituindo na integral todas as informações que temos:

∬ S x 2 + y 2 + z 2 d S

∫ 0 1 ∫ 0 1 x 2 + y 2 + x 2 e 2 y e 2 y + x 2 e 2 y + 1   d x d y

Usando um sistema de computação algébrico temos que nossa integral é definida em

≈ 4.5822

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Resposta

∬ S x 2 + y 2 + z 2 d S ≈ 4.5822

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