Enunciado

Determine a imagem do conjunto S sob a transformação dada.

S = u , v | 0 ≤ u ≤ 3,0 ≤ v ≤ 2 ;

x = 2 u + 3 v ,         y = u - v

Passo 1

Faala, pessoal!

Essa questão pede pra acharmos a imagem de uma transformação...

Bom, essa transformação que ela da pega pontos de u , v e leva em valores de x , y .

O que a gente precisa achar é, se aplicarmos essa transformação pra todos os pontos de S , nós vamos chegar a uma região R , dos pontos x , y .

Mas calma, que a gente não precisa calcular em todos os pontos (nem iríamos conseguir haha). Basta calcularmos nos limites da região!

Ou seja, vamos começar desenhando a região S , e vendo como que os limites dessa região ficam após a transformação!

Passo 2

Bom, nossa região S é um retângulo:

Vamos olhar pra cada uma dessas retas S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , e ver no que que elas se transformam.

Então primeiro vamos olhar para o lado S 1 no plano u v . S 1 é descrito por v = 0   0 ≤ u ≤ 3 , e das equações dadas temos:

x = 2 u + 3 v = 2 u

y = u - v = u

Substituindo u = y na primeira ficamos com:

x = 2 u = 2 y

E como 0 ≤ u ≤ 3 ,

0 ≤ 2 u ≤ 6

0 ≤ x ≤ 6

Passo 3

S 2 é o segmento de reta u = 3   0 ≤ v ≤ 2 , então:

x = 2 ∙ 3 + 3 v = 6 + 3 v

y = 3 - v

Então isolando v na segunda equação, e substituindo na primeira:

v = 3 - y

x = 6 + 3 v = 6 + 3 3 - y

⇒ x = 15 - 3 y

Como 0 ≤ v ≤ 2 :

6 ≤ 6 + 3 v ≤ 12

6 ≤ x ≤ 12

Passo 4

S 3 é o segmento de reta v = 2 ,   0 ≤ u ≤ 3 , então:

x = 2 u + 3 ∙ 2 = 2 u + 6

y = u - 2

Isolando u na segunda equação e substituindo na primeira vamos ficar com:

u = y + 2

x = 2 y + 2 + 6 =

⇒ x = 2 y + 10

Como 0 ≤ u ≤ 3 :

6 ≤ 2 u + 6 ≤ 12

6 ≤ x ≤ 12

Passo 5

E por último, S 4 é o segmento u = 0 ,   0 ≤ v ≤ 2 , então ficamos com:

x = 2 ��� 0 + 3 v = 3 v

y = 0 - v = - v

E substituindo em x :

x = 3 v = - 3 y

Como 0 ≤ v ≤ 2 :

0 ≤ 3 v ≤ 6

0 ≤ x ≤ 6

Passo 6

Então nossas retas são:

R 1 : x = 2 y ,     0 ≤ x ≤ 6

R 2 : x = 15 - 3 y ,     6 ≤ x ≤ 12

R 3 : x = 2 y + 10 ,     6 ≤ x ≤ 12

R 4 : x = - 3 y ,     0 ≤ x ≤ 6

Vamos desenhar essas retas nos intervalos de x correspondentes:

Então, a imagem de S é o paralelogramo de vértices 0,0 , 6,3 , 12,1 , 6 , - 2 .

Resposta

O paralelogramo de vértices 0,0 , 6,3 , 12,1 , 6 , - 2

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Seja f uma função contínua em 0 ,1 e seja R a região triangular com vértices 0 ,0 , 1 ,0 e 0 ,1 . Mostre que ∫ ∫ R f ( x + y ) d A = ∫ 0 1 u f ud u
Calcule a integral, efetuando uma mudança de variáveis apropriada. ∫ ∫ R e x + yd A , onde R é dada pela inequação x + y ≤ 1
Determine o jacobiano da transformação.x = u v , y = v w , z = u w
Utilize a transformação dada para calcular a integral. ∬ R 4 x + 8 y d A Onde R é o paralelogramo com vértices - 1 ,3 , 1 , - 3 , 3 , - 1 e 1 , 5 ; x = 1 4 u + v , y = 1 4 v - 3 u
Determine o jacobiano da transformação.x = u v , y = (u)/(v)