Enunciado

Expresse a integral ∭ E f x , y , z   d V como uma integral iterada de seis modos diferentes, onde E é o sólido limitado pelas superfícies dadas.

y 2 + z 2 = 9 ,           x = - 2 ,           x = 2

Passo 1

Vamos lá meu amigo. Precisamos construir a integral tripla da função dada em 6 modos diferentes. Ora, a melhor forma de fazer isso é os valores de cada variável e escrever os intervalos de integração relacionando as diversas variáveis entre si. Para isso vamos utilizar a equação dada e relacionar ao intervalo x já conhecido, isolando as outras variáveis.Veja, podemos escrever d V das seguintes formas: d V = d x d y d z = d x d z d y = d y d x d z …

Neste caso específico, não importa como vamos representar o espaço, a variação de x é sempre - 2 ≤ x ≤ 2 . E podemos colocar x em qualquer posição na fila de integração, analisando as outras variáveis, vamos manipular a equação

y 2 + z 2 = 9

Isolando y temos

y = ± 9 - z 2

E quando y = 0

z 2 = 9

z = ± 3

Se isolarmos z temos

y 2 + z 2 = 9

z = ± 9 - y 2

Quando z = 0

y 2 = 9

y = ± 3

Passo 2

Vamos montar então uma região do tipo: d V = d y d z d x

Para isso, precisamos deixar x como a última variável, escrever y em função de z e coloca-lo na integral mais “interna”.

∭ E f x , y , z   d V = ∫ - 2 2 ∫ - 3 3 ∫ - 9 - z 2 9 - z 2 f x , y , z   d y d z d x

Escrevendo agora com z como a variável mais interna:

∫ - 2 2 ∫ - 3 3 ∫ - 9 - y 2 9 - y 2 f x , y , z   d z d y d x

Podemos agora repetir o procedimento, porém collcoando z como a variável mais externa e colocando x no meio da integral interada:

Sendo assim:

d y d x d z   = ∫ - 3 3 ∫ - 2 2 ∫ - 9 - z 2 9 - z 2 f x , y , z   d y d x d z

Invertendo y e x temos:

= ∫ - 3 3 ∫ - 2 2 ∫ - 9 - y 2 9 - y 2 f x , y , z   d z d x d y

Por último, podemos colcoar x como a variável mais “interna” e inverter y e z de posição.

∫ - 3 3 ∫ - 9 - y 2 9 - y 2   ∫ - 2 2 f x , y , z   d x d z d y = ∫ - 3 3 ∫ - 9 - z 2 9 - z 2   ∫ - 2 2 f x , y , z   d x d y d z

Resposta

∭ E f x , y , z   d V = ∫ - 2 2 ∫ - 3 3 ∫ - 9 - z 2 9 - z 2 f x , y , z   d y d z d x = ∫ - 2 2 ∫ - 3 3 ∫ - 9 - y 2 9 - y 2 f x , y , z   d z d y d x

= ∫ - 3 3 ∫ - 2 2 ∫ - 9 - z 2 9 - z 2 f x , y , z   d y d x d z = ∫ - 3 3 ∫ - 2 2 ∫ - 9 - y 2 9 - y 2 f x , y , z   d z d x d y

= ∫ - 3 3 ∫ - 9 - y 2 9 - y 2   ∫ - 2 2 f x , y , z   d x d z d y = ∫ - 3 3 ∫ - 9 - z 2 9 - z 2   ∫ - 2 2 f x , y , z   d x d y d z

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