Σελίδα 1 από 1

Διπλό ολοκλήρωμα σε τόπο

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 07, 2010 4:11 pm
από Μάκης Χατζόπουλος
Μπορεί να είναι εύκολο αλλά δεν θυμάμαι πως τα λύνουμε, για να φρεσκάρω τις γνώσεις μου θα ήθελα μια βοήθεια!

1. Υπολογίστε το ολοκλήρωμα:

\displaystyle{\int {\int {\left( {{e^{{x^2}}} + {y^2}} \right)dydx} } }
D

όπου D= δίσκος \displaystyle{{x^2} + {y^2} \le 1}

2. Υπολογίστε το \displaystyle{\oint\limits_C {ydx - xdy} } όπου C το σύνορο του τετραγώνου \displaystyle{\left[ { - 1,1} \right] \times \left[ { - 1,1} \right]}

Re: Διπλό ολοκλήρωμα σε τόπο

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 07, 2010 4:36 pm
από matha
Υποθέτω ότι στο πρώτο το y^2 βρίσκεται στον εκθέτη.
Με αλλαγή σε πολικές συντεταγμένες

\displaystyle{x=r \cos t, y=r\sin t,} με \displaystyle{r\in [0,1], t\in [0,2\pi]} επειδή είναι

\displaystyle{\frac{D(x,y)}{D(r,t)}=r,}

το διπλό ολοκλήρωμα γράφεται

\displaystyle{J=\int_{0}^{1} \int_{0}^{2\pi} e^{r^2}r drdt=2\pi \int_{0}^{1}re^{r^2}dr=\pi (e-1).}

Για το δεύτερο αρκεί να θυμηθούμε ότι το

\displaystyle{\oint_{C}xdy-ydx} μας δίνει το διπλάσιο του εμβαδού του χωρίου C.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, το χωρίο είναι τετράγωνο πλευράς 2, άρα το ολοκλήρωμα ισούται με -8.

Re: Διπλό ολοκλήρωμα σε τόπο

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 07, 2010 4:44 pm
από Mihalis_Lambrou
Μάκης Χατζόπουλος έγραψε:Μπορεί να είναι εύκολο αλλά δεν θυμάμαι πως τα λύνουμε, για να φρεσκάρω τις γνώσεις μου θα ήθελα μια βοήθεια!

1. Υπολογίστε το ολοκλήρωμα:

\displaystyle{\int {\int {\left( {{e^{{x^2}}} + {y^2}} \right)dydx} } }
D

όπου D= δίσκος \displaystyle{{x^2} + {y^2} \le 1}

2. Υπολογίστε το \displaystyle{\oint\limits_C {ydx - xdy} } όπου C το σύνορο του τετραγώνου \displaystyle{\left[ { - 1,1} \right] \times \left[ { - 1,1} \right]}

Για το πρώτο, κάνουμε αλλαγή σε πολικές οπότε r^2 = x^2 + y^2, y = rcos \theta. Τα όρια του r είναι 0 έως 1 και του θ, 0 έως 2π. Επίσης η Ιακωβιανή είναι rdrdθ. Τώρα τα ολοκληρώματα είναι ακριβή.

Για το δεύτερο έχουμε παραμετρικοποίηση κάθε πλευράς (χωριστά) του τετραγώνου. Π.χ. η πλευρά από το (-1, -1) στο (-1, 1) είναι (-1, t) με t μεταξύ -1 και 1. Όμοια οι υπόλοιπες. Τώρα το ολοκλήρωμα, ως άθροισμα τεσσάρων απλών, δεν παρουσιάζει πρόβλημα.

Φιλικά,

Μιχάλης

Re: Διπλό ολοκλήρωμα σε τόπο

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 07, 2010 6:19 pm
από Ωmega Man
Ας δούμε και πως επαληθεύεται το δεύτερο με την χρήση του προγράμματος Maple,

\bf \color{red} > \color{black} with(VectorCalculus);SetCoordinates(Cartesian[x,y]);
\bf \color{red} > \color{black} F:=VectorField(<y,-x>);
\bf\color{red}> \color{black} C_{1}:=Line(<1,1>,<1,-1>);C_{2}:=Line(<1,-1>,<-1,-1>);
\bf\color{red}>\color{black}\bf C_{3}:=Line(<-1,-1>,<-1,1>);C_{4}:=Line(<-1,1>,<1,1>);
\bf\color{red}>\color{black} LineInt(F,C_{1})+LineInt(F,C_{2})+LineInt(F,C_{3})+LineInt(F,C_{4})

το οποίο θα δώσει -8.

Re: Διπλό ολοκλήρωμα σε τόπο

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 07, 2010 6:35 pm
από Demetres
matha έγραψε: Για το δεύτερο αρκεί να θυμηθούμε ότι το

\displaystyle{\oint_{C}xdy-ydx} μας δίνει το διπλάσιο του εμβαδού του χωρίου C.
Το οποίο είναι ειδική περίπτωση του θεωρήματος Green.

Re: Διπλό ολοκλήρωμα σε τόπο

Δημοσιεύτηκε: Τρί Σεπ 07, 2010 6:55 pm
από Μάκης Χατζόπουλος
Ευχαριστώ πάρα πολύ Θάνο, Μιχάλη, Γιώργο και Δημήτρη για τις απαντήσεις σας!

Με μπέρδεψε τελικά το +y^2, τελικά είναι στον εκθέτη και είναι πολύ απλό!!