9 svar
182 visningar
naytte 7419 – Moderator
Postad: 15 aug 19:28

Tips på ett rimligt variabelbyte?

Halloj!

Jag sitter med integralen nedan och är helt ställd:

3e-x+2y+2z21+2x-2y+z21+2x+y-2z2dxdydz\displaystyle \iiint_{\mathbb{R}^3} \frac{e^{-\left(x+2y+2z\right)^2}}{\left(1+\left(2x-2y+z\right)^2\right)\left(1+\left(2x+y-2z\right)^2\right)}dxdydz

Det måste ju vara så att man ska genomföra någon koordinattransformation men jag lyckas inte hitta någon snygg. Har någon något snyggt tips?

LuMa07 495
Postad: 15 aug 19:35 Redigerad: 15 aug 19:39

Varför inte 

u=x+2y+2zu = x+2y+2z

v=2x-2y+zv=2x-2y+z

w=2x+y-2zw=2x+y-2z

?

Funktionaldeterminanten blir konstant, det nya området blir också 3\mathbb{R}^3 och man kan separera integralerna och tolka det som en produkt av tre enkelintegraler (den ena m.a.p. uu, den andra m.a.p. vv och den tredje m.a.p. ww).

naytte 7419 – Moderator
Postad: 15 aug 19:37

Ah, rimligt! Jag tänkte inte ens på att man skulle kunna genomföra ett så enkelt variabelbyte. Hade fastnat i något klassiskt byte som att byta till sfäriska eller cylindriska eller något.

Ska testa och återkomma!

naytte 7419 – Moderator
Postad: 18 aug 11:39

Hej igen!

Jag har en fråga om vad integrationsområdet avbildas på. Hur kunde du se att området avbildas på 3\mathbb{R}^3 när vi gör variabelbytet?

PATENTERAMERA 7132
Postad: 18 aug 12:27

u = Ax, där A är inverterbar matris.

Im(A) = R3.

naytte 7419 – Moderator
Postad: 18 aug 12:35 Redigerad: 18 aug 12:38

Vad betyder Im? Image?

PATENTERAMERA 7132
Postad: 18 aug 12:43

Ja, image (dvs värderummet till avbildningen x Ax).

naytte 7419 – Moderator
Postad: 18 aug 13:28 Redigerad: 18 aug 13:39

Ja okej, fattar. Det är väl rimligt också egentligen. Men hur kan man visa att det är så?

Kan man visa att kolonnerna i AA är linjärt oberoende, vilket innebär att deras spann är 3\mathbb{R}^3?

PATENTERAMERA 7132
Postad: 18 aug 14:04

Ja, om determinanten är skild från noll så är kolonnerna linjärt oberoende och spänner därför upp R3.

D4NIEL 3345
Postad: 18 aug 14:39 Redigerad: 18 aug 14:46

Matrisen A är alltså inversen av Jakobimatrisen

A=u1x1u1x2u1x3u2x1u2x2u2x3u3x1u3x2u3x3A=\begin{bmatrix}\frac{\partial u^1}{\partial x^1} & \frac{\partial u^1}{\partial x^2} & \frac{\partial u^1}{\partial x^3} \\\frac{\partial u^2}{\partial x^1} & \frac{\partial u^2}{\partial x^2} & \frac{\partial u^2}{\partial x^3} \\\frac{\partial u^3}{\partial x^1} & \frac{\partial u^3}{\partial x^2} & \frac{\partial u^3}{\partial x^3}\end{bmatrix}

Som jag tror vi pratade om i en annan tråd. (u1=u,u2=v,u3=wu^1 =u, u^2=v, u^3=w och x1=x,x2=y,x3=zx^1=x, x^2=y, x^3=z)

På kortform kan man skriva 

uj=ujxkxku^j=\frac{\partial u^j}{\partial x^k}x^k vilket betyder transformationen av vektorn u=Axu=Ax

Svara
Close