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Integral tripla Cálculo Diferencial e Integral III Suzana M. F. de Oliveira

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Integral tripla

Cálculo Diferencial e Integral III

Suzana M. F. de Oliveira

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Índice

● Revisão● Integrais triplas

– Caixas retangulares– Regiões mais gerais– Cálculo de volume– Outras ordens (direções)– Coordenadas cilíndricas e esféricas

● Resumo● Bibliografia

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Revisão

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Revisão

● Funções vetoriais– Derivadas parciais– Plano tangente– Área de superfícies paramétricas

S=∬R

‖∂ r∂u×

∂ r∂ v‖dA

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Integrais triplas

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Integrais triplas

● Comparação– Integral simples

● Função f(x) ● Intervalo fechado finito do eixo x

Área sob a curva ecomprimento de curva

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Integrais triplas

● Comparação– Integral simples

● Função f(x) ● Intervalo fechado finito do eixo x

– Integral dupla● Função f(x,y) ● Região fechada finita R no plano xy

Volume sob a superfície,área de superfície,área da região R

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Integrais triplas

● Comparação– Integral simples

● Função f(x) ● Intervalo fechado finito do eixo x

– Integral dupla● Função f(x,y) ● Região fechada finita R no plano xy

– Integral tripla● Função f(x,y,z)● Região sólida fechada G de

um sistema de coordenadas xyz

G não pode seestender indefinidamente

em alguma direção

G é umsólido finito

Pense que a função éda densidade (kg/m³),a integral tripla da a

massa do corpo.

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Integrais triplas

● Definição– Divida G em n subcaixas

● Planos paralelos aos planos coordenados

– Descarte as caixas com parte fora de G

– Escolha um ponto arbitrário(xk*,yk*,zk*)

– O volume da subcaixa k é ΔVk

– Forme o produto

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Integrais triplas

● Definição– Aplique a soma de Riemann

– Assuma infinitas subcaixas:

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Integrais triplas

● Propriedades

– Sub-regiões

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Integrais triplas

● Integrais triplas em caixas retangulares– Teorema de Fubini:

● Seja G a caixa retangular definida pelas desigualdades:

Se f for contínua na região G, então:

Além disso, a integral iterada pode ser feita em qualquer ordem

Similar aintegrais duplas

Podem sercalculadas por

três integraçõessucessivas

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Integrais triplas

● Integrais triplas em caixas retangulares– Exercício: Calcule a integral tripla na caixa

retangular

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Integrais triplas

● Integrais triplas em caixas retangulares– Exercício: Calcule a integral tripla na caixa

retangular

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Integrais triplas

● Regiões mais gerais

Integraldupla A projeção no plano xy

é do tipo I ou II

Tipo I

Tipo II

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Integrais triplas

● Regiões mais gerais– Sólido simples em xy

● Suponha que g1(x, y) e g2(x, y) sejam contínuas em R e que g1(x, y) ≤ g2(x, y) em R

Superfícies podemse tocar, mas não

podem se intersectar

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Integrais triplas

● Regiões mais gerais– Teorema: Seja G um sólido simples em xy com

superfície superior z = g2(x, y) e superfície inferior z = g1(x, y), e seja R a projeção de G no plano xy. Se f(x, y, z) for contínua em G, então

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Integrais triplas

● Regiões mais gerais– Determinação dos Limites de Integração:

sólido simples em xy● Encontre uma equação z = g2(x, y) para a superfície

superior e uma equação z = g1(x, y) para a superfície inferior de G

● Faça um esboço bidimensional da projeção R do sólido no plano xy.

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19y

z

yx

z

Integrais triplas

● Regiões mais gerais– Exemplo: Seja G a cunha no primeiro octante

seccionada do sólido cilíndrico pelos planos y = x e x = 0. Calcule:

x

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Integrais triplas

● Regiões mais gerais– Exemplo: Seja G a cunha no primeiro octante

seccionada do sólido cilíndrico pelos planos y = x e x = 0. Calcule:

A integral duplapode ser qualqueruma (tipo I ou II)

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Integrais triplas

● Regiões mais gerais– Exemplo: Seja G a cunha no primeiro octante

seccionada do sólido cilíndrico pelos planos y = x e x = 0. Calcule:

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Integrais triplas

● Calculando volume– Assumindo função contante 1

Similar ao cálculo da área com aintegral dupla

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Integrais triplas

● Calculando volume– Exercício: Defina a integral tripla para calcular o

volume do sólido contido no cilindro e entre os planos

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Integrais triplas

● Calculando volume– Exercício: Defina a integral tripla para calcular o

volume do sólido contido no cilindro e entre os planos

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Integrais triplas

● Calculando volume– Exercício: Defina a integral tripla para calcular o

volume do sólido contido no cilindro e entre os planos

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Integrais triplas

● Calculando volume– Exercício: Defina a integral tripla para calcular o

volume do sólido delimitado pelos paraboloides

A projeção R é obtidaao se determinar onde os

paraboloides se intersectam

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Integrais triplas

● Calculando volume– Exercício: Defina a integral tripla para calcular o

volume do sólido delimitado pelos paraboloides

● Achando R (igualando z)

Cilindro elíptico

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Integrais triplas

● Calculando volume– Exercício: Defina a integral tripla para calcular o

volume do sólido delimitado pelos paraboloides

● Achando R (igualando z)

● Integral tripla

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Integrais triplas

● Integrando em outras ordens (direção)– Sólido simples xz

– Sólido simples yz

Indica ondefica a base

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Integrais triplas

● Coordenadas cilíndricas

x=r cos (θ)

y=r sin (θ)z=z

FONTE: https://sites.google.com/site/calculovectorialhakim/_/rsrc/1431822664058/coordenadas-cilindricas-y-esfericas/a13.png

r2=x2+ y2

θ=atan ( y / x)z=z

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Integrais triplas

● Coordenadas cilíndricas– Exemplo: Defina como é feito o calculo do volume

do sólido limitado pelo hemisfério , pelo plano xy e pelo cilindro

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Integrais triplas

● Coordenadas cilíndricas– Exemplo: Defina como é feito o calculo do volume

do sólido limitado pelo hemisfério , pelo plano xy e pelo cilindro

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Integrais triplas

● Coordenadas cilíndricas– Exemplo: Defina como é feito o calculo do volume

do sólido limitado pelo hemisfério , pelo plano xy e pelo cilindro

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Integrais triplas

● Coordenadas esféricas

x=ρcos (θ)sin(ϕ)

y=ρsin (θ)sin(ϕ)

z=ρcos(ϕ)

ρ2=x2+ y2+z2

θ=atan( y / x)ϕ=acos( z /√x2+ y2+z2)

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Integrais triplas

● Coordenadas esféricasRecomendo olhara Tabela 14.6.1

do Anton

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Resumo

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Resumo

● Integrais triplas– Caixas retangulares– Forma mais geral– Cálculo de da área

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Resumo

● Exercícios de fixação:– Seção 14.5

● Exercícios de compreensão 14.5● 1-12

– Seção 14.6● Exercícios de compreensão 14.6

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Resumo

● Próxima aula:– Mudança de variável em integrais múltiplas

● Jacobiano

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Bibliografia

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Bibliografia

● Bibliografia básica:– ANTON, Howard; BIVENS, Irl; DAVIS, Stephen.

Cálculo, v. 2. 10a ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.

● Seção 14.5, 14.6