Enunciado

  1. Determine uma função f tal que F = ∇ f e
  2. Use a parte (a) para calcular ∫ F d r sobre a curva C dada.

F x , y , z = y z i ^ + x z j ^ + ( x y + 2 z ) k ^

C é a o segmento de linha de ( 1,0 , - 2 ) para ( 4,6 , 3 ) .

Passo 1

E aaai turma, tudo bem? Bora lá!!

Vamos resolver o item (b) nesse exercício.

O item (b), devemos usar o item (a) e calcular a seguinte integral de linha sobre a curva C:

∫ F d r

Onde F é:

F x , y , z = y z i ^ + x z j ^ + ( x y + 2 z ) k ^

E a curva C é o segmento de linha de:

1,0 , - 2   p a r a   ( 4,6 , 3 )

Vamos pensar um pouco!!?

Pessoal, nessa questão podemos usar o teorema das integrais de linha, que nos diz o seguinte:

Seja C uma curva definida por r t ,   a ≤ t ≤ b e f uma função diferenciável de tal maneira que o gradiente de f é contínua em todos os pontos de C .

Podemos aplicar:

∫ C a F d r = ∫ a b ∇ f d x = f r b - f r a

Lá na letra (a), nós encontramos a função f x , y , z = x y z + z 2 + C .

E repare que ele nos deu no enunciado o r ( a ) e o r ( b ) , ou seja, eu tenho uma curva que vai de um ponto a até um ponto b .

Do enunciado temos que C vai de: 1,0 , - 2   p a r a   ( 4,6 , 3 ) .

Logo,

r a = r ( 1,0 , - 2 )

r b = r ( 4,6 , 3 )

Agora é só aplicarmos no teorema das integrais de linha.

Bora lá!!!

Passo 2

Devemos aplicar nossa curva C, na integral de linha.

A curva C vai de: 1,0 , - 2   p a r a   ( 4,6 , 3 )

∫ C a F d r = ∫ a b ∇ f d x = f r b - f r a

Do item (a), sabemos que:

f x , y , z = x y z + z 2 + C

Lembra que no passo 1, concluímos que:

r a = r ( 1,0 , - 2 )

r b = r ( 4,6 , 3 )

Aplicando na integral de linha, temos:

∫ C a F . d r = ∫ C a ∇ f d x = f 4,6 , 3 - f 1,0 , - 2

Passo 3

Agora é só aplicarmos f 4,6 , 3 e f 1,0 , - 2 na expressão de f :

f x , y , z = x y z + z 2 + C

Fazendo isso, vamos ter que:

∫ C a F d r = 4 6 3 + 3 2 + C - 1 0 - 2 + - 2 2 + C

∫ C a F . d r = 72 + 9 - 4

Logo, a resposta da integral de linha é:

∫ C a F d r = 77

Resposta

b ∫ C a F d r = 77

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