Enunciado

Calcule o valor da integral múltipla.

∫ ∫ ∫ E   x y   d V ,   o n d e   E = x , y , z |   0 ≤ x ≤ 3 ,     0 ≤ y ≤ x ,     0 ≤ z ≤ x + y    

Passo 1

Faaaala minha turminha, tudo na paz com vocês? Vamos nessa!!!

Precisamos determinar o valor da seguinte integral:

∫ ∫ ∫ E   x y   d V

Onde E é definido como:

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

Vamos pensar juntos em uma solução, beleza?!

Observe que temos uma integral tripla, e sabemos que d V pode ser escrita como:

d V = d x d y d z  

Mas calma, que nem sempre vai estar nessa ordem, pois precisamos analisar os limites de integração.

Quando temos limites de integração que possui uma função, como é o caso da variação em y e z :

0 ≤ y ≤ x

  0 ≤ z ≤ x + y

Devemos começar integrando por essas variáveis, para no final aplicar a integração na variável que possui somente números nos intervalos. Se não respeitarmos isso, não vamos conseguir obter o valor da integral, ela vai ficar em função de alguma variável x , y e z .

Agora você já sabe como montar a integral, vamos nessa!!!

Passo 2

Nossa região de integração foi dada no enunciado. Ela é:

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

Como vimos no passo 1, começamos integrando sempre pelos intervalos com funções.

Logo podemos montar nossa integral da seguinte forma:

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

Agora devemos resolver a integral, lembrando que começamos a integrar de dentro para fora.

Vamos lá!!

Passo 3

Vamos começar integrando por d z .

Integrando, temos:

∫ 0 3 ∫ 0 x x y z 0 x + y   d y   d x

Aplicando os limites de integração, temos:

∫ 0 3 ∫ 0 x x y x + y   d y   d x

Simplificando:

∫ 0 3 ∫ 0 x x 2 y + x y 2   d y   d x

Agora, ficamos com uma integral dupla. Integrando em d y , vamos ter:

∫ 0 3 x 2 y 2 2 + x y 3 3 0 x   d x

Aplicando os limites de integração e simplificando, temos:

∫ 0 3 x 4 2 + x 4 3   d x

∫ 0 3 5 x 4 6   d x

Por fim, ficamos com a integral simples a ser resolvida em d x . Integrando, temos:

5 x 5 30 0 3

Aplicando os limites de integração, temos:

5 ( 3 ) 5 30 = 81 2

Portanto, encontramos como resposta:

81 2

Resposta

81 2

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