Inverta a ordem de integração.
(e) integral-1^2[integralraiz7+5 y^23^y+73 f(x, y) d x] d y

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício juntos! A gente precisa inverter a ordem de integração de uma integral dupla. Isso significa que, originalmente, a gente está integrando primeiro em relação a integral-1^2 [integralraiz7+5 y^23^y+73 f(x, y) , dx ] dy e depois em relação a , e queremos mudar para integrar primeiro em relação a e depois em relação a .
A integral que temos é:
Vamos precisar entender os limites de integração e como a região de integração se parece no plano .

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os limites atuais. A integral externa é em , variando de até . Para cada valor de , varia de até .
Vamos pensar em como isso se representa graficamente. A gente tem duas funções de :
Essas duas curvas vão delimitar a região onde vamos integrar.

Passo 3

Para inverter a ordem de integração, precisamos expressar raiz7 + 5y^23 = y + 73 em termos de 7 + 5y^23 = (y + 73)^2 . Ou seja, para cada 7 + 5y^2 = (y + 7)^23 , vamos determinar os limites de 21 + 15y^2 = (y + 7)^2 .
Primeiro, vamos encontrar os pontos onde as duas curvas se cruzam para saber os limites de 21 + 15y^2 = y^2 + 14y + 49 .
Igualando 15y^2 - y^2 - 14y - 28 = 0 14y^2 - 14y - 28 = 0 y^2 - y - 2 = 0 a y = 1 pm raiz1 + 82 = 1 pm 32 :
Elevando ambos os lados ao quadrado para eliminar a raiz:
Simplificando:
Multiplicando os dois lados por 3:
Expandindo o quadrado:
Levendo tudo para um lado:
Resolvendo a equação quadrática:
Então, ou .
Isso confirma que as curvas se cruzam nos limites de dados.

Passo 4

Agora, vamos determinar os limites de x = raiz7 + 5(-1)^23 = raiz7 + 53 = raiz4 = 2 . Observando os limites de x = raiz7 + 5(2)^23 = raiz7 + 203 = raiz9 = 3 de a , vamos ver como varia dentro desse intervalo.
Para entre e , a menor valor de é dado por e a maior por .
Queremos expressar esses limites em termos de . Para isso, precisamos encontrar os valores mínimos e máximos de .
Quando :
Quando :
Então, varia de a .

Passo 5

Agora, para cada valor de x^2 = 7 + 5y^23 3x^2 = 7 + 5y^2 5y^2 = 3x^2 - 7 y^2 = 3x^2 - 75 y = pm raiz3x^2 - 75 entre y = 3x - 7 e , precisamos encontrar os limites de .
Vamos resolver as equações das curvas para :
  1. Da equação :
  1. Da equação :
Então, para cada , varia entre e . Porém, precisamos verificar quais desses valores fazem sentido dentro do intervalo de .

Passo 6

Considerando o intervalo de de a :
  • A curva para e para .
  • A curva está definida para , o que é aproximadamente , que está dentro do nosso intervalo de .
Então, o limite inferior de é e o limite superior é .

Passo 7

Finalmente, podemos escrever a integral com a ordem de integração invertida. Agora, integral2^3 [ integral3x - 7^raiz3x^2 - 75 f(x, y) , dy ] dx varia de a , e para cada , varia de até .
Então, a integral invertida fica:

Resposta

A ordem de integração invertida é:
integral2^3 [ integral3x - 7^raiz3x^2 - 75 f(x, y) , dy ] dx

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