Calcule:

b)

∫ ∫ x x 2 + y 2 d x   d y R

Onde R = 1,2 × 0,1 .

Passo 1

Eaee!!! Belezinha? Bom... a questão nos pede para calcular a seguinte integral dupla:

∫ ∫ x x 2 + y 2 d x   d y R

Onde R = 1,2 × 0,1 .

Em outras palavras, queremos resolver a seguinte integral (aplicando os limites de integração):

∫ 1 2 ∫ 0 1 x x 2 + y 2 d x   d y

Para isso, temos que integrar primeiramente em relação a d x e depois para d y (ou vice-versa haha).

Lembrando que o y será uma constante quando estivermos desenvolvendo a integral quando tiver em relação a d x . E o mesmo acontece para x , quando em relação a d y .

Eaí? Bora lá resolver?

😉

Passo 2

Bom... Integrando primeiro em relação a x ,vamos pegar essa integral:

∫ 0 1 x x 2 + y 2 d x

Aplicando a integral por substituição, temos:

u = x 2 + y 2 ∴ d u = 2 x d x

Logo, substituindo e desenvolvendo, encontramos:

= ∫ y 2 y 2 + 1 1 2 u d u ∴

= 1 2 ∫ y 2 y 2 + 1 1 u d u ∴

= 1 2 ln ⁡ u y 2 + 1 y 2 ∴

= 1 2 ln ⁡ y 2 + 1 - 2 ln ⁡ y ∴

= 1 2 ln ⁡ y 2 + 1 - ln ⁡ y

Passo 3

Agora, aplicando o resultado na integral mais externa, temos:

∫ 1 2 ∫ 0 1 x x 2 + y 2 d x   d y = ∫ 1 2 1 2 ln ⁡ y 2 + 1 - ln ⁡ y d y ∴

Aplicando a regra da soma/diferença e desenvolvendo, temos:

= ∫ 1 2 1 2 ln ⁡ y 2 + 1 d y - ∫ 1 2 ln ⁡ y d y ∴

= 1 2 ∫ 1 2 ln ⁡ y 2 + 1 d y - ∫ 1 2 ln ⁡ y d y ∴

= 1 2 ∫ 1 2 ln ⁡ y 2 + 1 d y - ∫ 1 2 ln ⁡ y d y ∴

= ln ⁡ 5 + arctan ⁡ 2 - π 4 - 5 2 ln ⁡ 2

Entendeu direitinho? Responde aee ;)

Resposta

ln ⁡ 5 + arctan ⁡ 2 - π 4 - 5 2 ln ⁡ 2

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