Calcule .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para calcular a integral dupla:
Aqui estamos trabalhando com Cálculo Integral, mais especificamente com integrais duplas. Para resolver isso, vamos precisar entender como integrar funções em duas dimensões, seguindo os limites de integração fornecidos.

Passo 2

Primeiro, vamos focar na integral interna, que é a integral em relação a :
Como é tratado como uma constante em relação a , podemos tirá-lo da integral:

Passo 3

Agora, precisamos integrar em relação a . Aqui, enfrentamos um desafio porque a integral de não pode ser expressa em termos de funções elementares conhecidas. Isso significa que não existe uma antiderivada simples para essa função que possamos escrever com funções básicas como polinômios, exponenciais, logaritmos, senos, cossenos, etc.

Passo 4

Porém, podemos expressar essa integral usando funções especiais ou deixar a expressão em termos de uma integral definida. Então, nossa integral interna fica assim:

Passo 5

Agora, vamos olhar para a integral externa, que é a integral em relação a :
Como não podemos simplificar mais a integral interna, nossa expressão final para a integral dupla será:

Resposta

A integral dupla não pode ser expressa em termos de funções elementares conhecidas, então a resposta permanece como uma combinação das integrais definidas:

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Se o campo vetorial for um campo conservativo, calcule a função potencial deste campo e use a função potencial para calcular .
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