Enunciado

Escreva ∫ ∫ R f x , y   d A como uma integral iterada, onde R é a região mostrada e f é uma função arbitrária contínua em R .

Passo 1

Fala pessoal, tudo certo? Vamos entender nossa questão?

Ela pede pra gente descrever a integral como uma integral iterada onde R é a região dada e f uma função qualquer. Então, como só precisamos escrever a integral sem resolver. Precisamos identificar os limites em relação cada uma das coordenadas e escrever a integral. Veja que a figura tem um formato circular

O que isso tem a ver conosco? Tem a ver que isso me diz que vale a pena utilizar coordenadas polares para facilitar.

Passo 2

Em coordenadas cartesianas essa região fica complicada de ser descrita, no entanto, se passarmos para coordenadas polares vamos ter o seguinte

R = r , θ 2 ≤ r ≤ 4 ,   0 ≤ θ ≤ π }  

Ou seja, nosso raio vai de 2 a 4 e a variação de ângulo vai de 0 a π para poder pegar exatamente a região sombreada. Uma coisa que não podemos esquecer ao passar para a forma polar é de multiplicar pelo jacobiano que é r , dessa forma, nossa integral iterada vai ser escrita

da seguinte forma

∫ ∫ R f x , y   d A = ∫ 0 π ∫ 2 4   f r ⋅ c o s θ , r ⋅ s i n θ r   d r   d θ

Pronto, tá resolvido nosso problema. Falei que isso ser rápido?

Resposta

∫ 0 π ∫ 2 4   f r ⋅ c o s θ , r ⋅ s i n θ r   d r   d θ

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Calcule a integral trocando a ordem de integração. ∫ 0 1 ∫ a r c s e ny π / 2 cos ⁡ x1 + cos 2 ⁡ xd xd y