6 svar
244 visningar
MrPotatohead behöver inte mer hjälp
MrPotatohead 8100 – Moderator
Postad: 3 feb 2025 11:35 Redigerad: 3 feb 2025 11:35

Byte av integrationsgränser (Fubini)

Hej!

Stämmer min bild av området och således gränsbytet:

MrPotatohead 8100 – Moderator
Postad: 3 feb 2025 11:38

Okej, det är självklart inte korrekt att skriva att hela dubbelintegralen är det området, men att basytan för dubbelintegralen är det området?

D4NIEL Online 3397
Postad: 5 feb 2025 09:54 Redigerad: 5 feb 2025 10:07

Ja, jag tycker att du har uppfattat området korrekt. Och det blir såklart en enkel integral.

Men kan du verkligen med gott samvete motstå frestelsen att övergå till polära koordinater? :)

MrPotatohead 8100 – Moderator
Postad: 5 feb 2025 11:14

Döm mig inte. Detta var träning med Fubini! 

En annan metod som vi använder är med nivårkurvor. Den fungerar när integranden är på formen h(f(x,y)). Helt sjuk metod men jag fattar ingenting. Lär bli att jag återkommer angående den. 

Tack för hjälpen! :)

MrPotatohead 8100 – Moderator
Postad: 6 feb 2025 13:56

Eller vänta, hur skulle du smidigt lösa gränserna för sfäriska koordinater här?

D4NIEL Online 3397
Postad: 6 feb 2025 17:18 Redigerad: 6 feb 2025 17:31

Mja, smidigt blir det kanske inte, men lite roligt. När det gäller vinkeln visar din skiss av området att θ\theta ska löpa från 00 till π/4\pi/4, linjen y=xy=x lutar 45°. Men om det är oklart att du ställa upp dina gränser som olikheter.

0<y<x0<rsin(θ)<rcos(θ)0<y<x \iff 0<r\sin(\theta)<r\cos(\theta)

Delar vi med det positiva talet (första kvadranten) rcos(θ)r\cos(\theta) får vi

0<tan(θ)<10<\tan(\theta)<1

0<θ<π/40<\theta<\pi/4

Med samma resonemang inser vi att

0<x<10<rcos(θ)<10<x<1 \iff 0<r\cos(\theta)<1

0<r<1cos(θ)0<r<\frac{1}{\cos(\theta)}

Nu ställer vi upp integralen och förenklar samt integrerar i r-led. Glöm inte bort den extra skalfaktorn rr:

θ=0π/4r=01/cos(θ)r8cos6θsinθ/r6drdθ=13θ=0π/4cos3θsinθdθ\displaystyle \int_{\theta=0}^{\pi/4} \int_{r=0}^{1/\cos(\theta)}r^8 \cos^6\left(\theta\right)\sin\left(\theta\right)/r^6\,drd\theta=\frac13 \int_{\theta=0}^{\pi/4}\cos^3\left(\theta\right)\sin\left(\theta\right)d\theta

Slutligen låter vi t=sinθ,dt=cosθdθt=\sin\left(\theta\right),\, dt=\cos\left(\theta\right)d\theta och erhåller

01/2tt2-1dt=116\displaystyle \int_0^{1/\sqrt2} t\left(t^2-1\right)dt=\frac{1}{16}

MrPotatohead 8100 – Moderator
Postad: 6 feb 2025 18:32

Jaha, okej. Lite oklart varför jag inte såg det själv. Tack!

Svara
Close