19 svar
92 visningar
Moni1 är nöjd med hjälpen
Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 10:40

integral

Hej, jag har sätt denna tråden, och undrar på om jag kan få hjälp med att beräkna denna integralen utan geogebra.

https://www.pluggakuten.se/trad/geogebra-11/

vi har att radien r liggar mellan 1 och 2. 

sedan behöver vi hitta vinklär den första är 

 0<θ<π/2,eftersom z ≥0, 

men hur ska jag beräkna intervallet för den andra vinkeln  

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 11:15

Villkoret x+y0x+y\leq 0 ger y-xy\leq-x, rita upp linjen y=-xy=-x i xy-planet.

På vilken sida av linjen gäller x+y0x+y\leq 0? Markera i din figur.

Vad blir alltså gränserna för vinkeln φ\varphi?

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 11:32

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 11:46 Redigerad: 24 aug 2020 11:46

Nej, om du tittar på punkten (4,-2) så ligger den i ditt markerade område, men x+y=4+(-2)=2x+y=4+(-2)=2 och det är ju STÖRRE än 0, men villkoret var x+y0x+y\leq 0

Ser du?

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 11:59

nu ser jag, så vi måste testa vilken punkter som medför att x+y är mindra eller lika med noll

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 12:01

Ja, men du inser snart att det gäller alla punkter till vänster om linjen y=-xy=-x i det lila området.

Vad ska vinkeln φ\varphi vara då?

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 12:28

Hej, igen,  vi har 45 grader mellan linjerna y=0, och y=-x, därmed 45 i andra kvadrant svarar mot 3*pi/4, och i fjärde kvadrant är vinkelen lik 7*pi/4. om det är rätt

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 12:41

Ja, bra Suad!

Kan du nu beräkna integralen?

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 13:10 Redigerad: 24 aug 2020 13:16

4*int(r^3)*int(cos*sin)*int((1/(1+sin^2)))

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 13:14

hej, jag får svaret (45*pi)/2

är detta rätt

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 13:20

Nej, kanske har du gjort fel i substitutionen?

Du verkar ha rätt integral, men fel svar.

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 13:29

ok, nu tror jag att jag gjorde rätt 

ska det vara (45*pi)/4

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 13:31 Redigerad: 24 aug 2020 13:36

Nej, visa dina räkningar så kanske vi kan hitta felet. Förmodligen har du krånglat till integralen

sin(θ)cos(θ)1+sin2(θ)dθ\displaystyle \int \frac{\sin(\theta)\cos(\theta)}{1+\sin^2(\theta)}\mathrm{d}\theta

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 13:44

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 13:44

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 13:45

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 13:56 Redigerad: 24 aug 2020 14:02

OKej, jag tror jag har hittat ditt fel

Det gäller att x2+y2=r2sin2(θ)x^2+y^2=r^2\sin^2(\theta)

Inte φ\varphi

Integralen är

r=12θ=0π/2φ=3π/47π/44r3sin(θ)cos(θ)1+sin2(θ)drdθdφ\displaystyle \int_{r=1}^2\int_{\theta=0}^{\pi/2}\int_{\varphi=3\pi/4}^{7\pi/4}\frac{4r^3\sin(\theta)\cos(\theta)}{1+\sin^2(\theta)}\mathrm{d}r\mathrm{d}\theta\mathrm{d}\varphi

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 14:25

hej, igen 

nu fick jag svaret (15/2)*pi*1n(2), och är detta rät

jag undrar också på detta: så när vi ska hitta intervallet för radien ser vi på villkoret som ges av klotet. och när vi ska hitta intervallet för vinkelen ser vi på vilkoret för z, till exempel om vi har z>0, ger detta att vinkelen-θ  ligg mellan noll och pi/2. 

och för den sista vinkelen-φ tittar vi på om området har begränsningar i form av y=+-x.

så stämmer detta eller inte. 

alltså vilken princip kan jag använde när jag ska lösa sådana integraler. 

och tack på förhand. 

Jroth 1191 – Fd. Medlem
Postad: 24 aug 2020 14:51 Redigerad: 24 aug 2020 14:52

Ja, svaret är 15π2ln(2)\frac{15\pi}{2}\ln(2). Bra!

Och jag tycker att du diskuterar korrekt när du identifierar dina gränser för integralen.

Det svåra är kanske att inse att x+y0x+y\leq 0 är det vänstra området om linjen y=-xy=-x

Du kan alltid testa att sätta in några punkter (t.ex. (4,-2)) och se om de gränser du satt upp uppfyller olikheten i rätt område.

Moni1 721
Postad: 24 aug 2020 15:03

tack så mycket, det var till stor hjälp

Svara Avbryt
Close