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Ejercicios · Bloque 6: Integrales múltiples — 6.4 Aplicaciones: áreas, volúmenes, masa y centro de masas
6 ejercicios resueltos paso a paso.
6.4 Aplicaciones: áreas, volúmenes, masa y centro de masas
1.
Calcula el área de la región limitada por la parábola \( y^2 = x - 1 \) y la recta \( y = 2x - 8 \)
empezaremos por escribir la fórmula general del área como integral doble de la función uno y hallar los puntos de corte de las dos curvas. A continuación describiremos la región como recinto de tipo II, con x entre la parábola y la recta para cada y. Para terminar, plantearemos la integral iterada y la calcularemos.
Calcula el área de la región limitada por las curvas \(\sqrt{x} + \sqrt{y} = 1 \) y \( x + y = 1 \)
empezaremos por escribir la fórmula general del área y despejar y en cada curva. A continuación hallaremos los puntos de corte y determinaremos cuál de las curvas queda por encima en el intervalo. Para terminar, plantearemos la integral del área entre las dos curvas y la calcularemos.
Calcula el volumen de la región limitada por los planos coordenados, el plano \( 2x + 3y - 12 = 0 \) y el cilindro \( 2z = y^2 \)
empezaremos por escribir la fórmula general del volumen y describir la región como recinto simple respecto del eje z. A continuación proyectaremos sobre el plano z igual a cero y determinaremos las tapas superior e inferior. Para terminar, plantearemos la integral y la calcularemos.
Calcula el volumen de la región limitada por las superficies \( 3z - x^2 - y^2 = 0 \), \( z = 0 \) y \( x^2 + y^2 - 6x = 0 \)
empezaremos por escribir la fórmula general del volumen e identificar las tapas superior e inferior y la proyección de la región sobre el plano z igual a cero. A continuación describiremos ese disco en coordenadas polares. Para terminar, plantearemos la integral doble en polares y la calcularemos.
En \(\mathbb{R}^3 \) denotamos por \( B \) la bola cerrada de centro \((0, 0, 0) \) y radio \( R > 0 \)
Formalmente, \( B = \{(x, y, z) \in \mathbb{R}^3: x^2 + y^2 + z^2 \le R^2\}\)
Encuentra la masa de \( B \) si la función densidad es \(\rho(x, y, z) = R - y \)
empezaremos por escribir la fórmula general de la masa de un sólido y listar los datos: la densidad y el recinto. A continuación separaremos la integral en dos sumandos usando la linealidad. Para terminar, calcularemos cada término: el primero con el volumen de la bola y el segundo con un argumento de simetría.
En las mismas condiciones del enunciado anterior, determina el centro de masas de \( B \) con la densidad \(\rho(x, y, z) = R - y \)
empezaremos por escribir las fórmulas generales del centro de masas de un sólido y listar los datos: la bola de radio R, la densidad y la masa calculada en el ejercicio anterior. A continuación usaremos la simetría del recinto y de la densidad para obtener dos coordenadas sin integrar. Para terminar, calcularemos la coordenada restante con la integral triple correspondiente en coordenadas esféricas.
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