Enunciado

Calcule a integral iterada.

11.

∫ 0 1 ∫ 0 1 v u - v 2 4 d u d v

Passo 1

Fala aí, tudo beleza?

A questão jogou na nossa cara uma integral dupla doidona e quer que a gente calcule. Moleza, né?

Para integrar com múltiplas variáveis, basta olhar o nosso d u ou d v   ali, e resolver o que vier primeiro.

Na nossa integral

∫ 0 1 ∫ 0 1 v u - v 2 4   d u   d v

Nós vamos começar integrando de dentro pra fora, beleza?

Passo 2

Vamos integrar em relação a u :

∫ 0 1 v u - v 2 4 d u

Pela regra da substituição, vou chamar

t = u - v 2

d t = d u

Assim, teremos

∫ 0 1 v t 4 d t

Esse nosso v vou considerá-lo como uma constante e jogar pra fora da integral.

v ∫ 0 1 t 4 d t

Resolvendo:

v ⋅ t 5 5 0 1

Sabemos quem é esse t , então colocamos ele aí de volta e substituímos os limites de integração. Assim, ó:

v ⋅ ( u - v 2 ) 5 5 0 1

v ⋅ 1 - v 2 5 5 - 0 - v 2 5 5

Desenvolvendo tudo isso, ficaremos com

v ⋅ - v 10 + 5 v 8 - 10 v 6 + 10 v 4 - 5 v 2 + 1 5 - - v 2 5 5

5 v 9 - 10 v 7 + 10 v 5 - 5 v 3 + v 5

Passo 3

Agora vamos integrar em relação a v .

∫ 0 1 ( 5 v 9 - 10 v 7 + 10 v 5 - 5 v 3 + v ) 5 d v

Colocamos a fração 1 5 para fora da integral como uma constante e integramos todo o resto:

1 5 v 10 2 - 5 v 8 4 + 5 v 6 3 - 5 v 4 4 + v 2 2 0 1

Substituindo pelos limites de integração também, temos

1 5 1 10 2 - 5 8 4 + 5 6 3 - 5 4 4 + 5 2 2 - 0 10 2 - 0 8 4 + 0 6 3 - 0 4 4 + 0 2 2

= 1 30

Show! 😉

Resposta

∫ 0 1 ∫ 0 1 v u - v 2 4 d u d v = 1 30

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Repita o exercício 15 para a integral∬_R^() cos ( x^4 + y^4 ) d A
Se R = [0,1] xx [ 0,1 ] , mostre que 0 = ∬_R^() sen (x + y) d A = 1 .
Utilize uma calculadora programável ou computador (ou comando-soma de um CAS) para estimar ∬ R e - x 2 - y 2 d A Onde R = 0,1 × 0,1 . Utilize a Regra do Ponto Médio com os seguintes números quadrados
Calcular underset(R)(∬) f (x , y) d x d y , onde:a) f (x , y) = x e^(x y) ; R é o retângulo (1 = x = 3)/(0 = y = 1)
Calcular underset(R)(∬) f (x , y) d x d y , onde:b) f (x , y) = y e^(x y) ; R é o retângulo (0 = x = 3)/(0 = y = 1)