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GE3011 Cálculo Superior - Repositorio de la Universidad Estatal a ...

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40 GUÍA DE ESTUDIO: CÁLCULO SUPERIOR<br />

5.5 La integral triple<br />

En esta sección se <strong>de</strong>fine <strong>la</strong> integral triple. Consiste en integrar una función <strong>de</strong> tres variables<br />

f(x, y, z) sobre una región que correspon<strong>de</strong> a un sólido en R 3 . De acuerdo con el teorema <strong>de</strong><br />

Fubini, una integral triple se calcu<strong>la</strong> mediante integrales iteradas, comenzando <strong>de</strong> a<strong>de</strong>ntro hacia<br />

afuera. En este caso, se <strong>de</strong>berán realizar tres integrales unidimensionales: una con respecto a x,<br />

otra con respecto a y y otra con respecto a z; el or<strong>de</strong>n <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> cómo se <strong>de</strong>terminen los límites<br />

<strong>de</strong> integración. Algunas indicaciones análogas al caso <strong>de</strong> integrales dobles:<br />

• Los límites <strong>de</strong> integración <strong>de</strong> <strong>la</strong> integral <strong>de</strong> "afuera" correspon<strong>de</strong>n a <strong>la</strong> variable cuyo dife-<br />

rencial aparece tercera (a <strong>la</strong> <strong>de</strong>recha) en el integrando; los <strong>de</strong> <strong>la</strong> integral <strong>de</strong>l "centro" corres-<br />

pon<strong>de</strong>n a <strong>la</strong> variable cuyo diferencial aparece segundo (en el medio) en el integrando.<br />

• Los límites <strong>de</strong> integración <strong>de</strong> <strong>la</strong> integral <strong>de</strong> afuera tienen que ser constantes.<br />

• Los límites <strong>de</strong> integración <strong>de</strong> <strong>la</strong> integral <strong>de</strong>l medio pue<strong>de</strong>n ser constantes o variables, pero<br />

si son variables solo pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r <strong>de</strong> <strong>la</strong> variable cuyo diferencial aparece último en el<br />

integrando. Por ejemplo, si el integrando es f(x, y, z) dxdydz, los límites <strong>de</strong> integración <strong>de</strong><br />

<strong>la</strong> integral <strong>de</strong>l medio solo pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r <strong>de</strong> <strong>la</strong> variable z, pues el tercer diferencial es dz.<br />

• Los límites <strong>de</strong> integración <strong>de</strong> <strong>la</strong> integral <strong>de</strong> a<strong>de</strong>ntro pue<strong>de</strong>n ser constantes o variables. Si son<br />

variables pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r <strong>de</strong> una o <strong>de</strong> <strong>la</strong>s dos variables cuyo diferencial aparece segundo<br />

o tercero en el integrando. Por ejemplo, si el integrando es f(x, y, z) dxdydz, los límites <strong>de</strong><br />

integración <strong>de</strong> <strong>la</strong> integral <strong>de</strong> a<strong>de</strong>ntro pue<strong>de</strong>n <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r <strong>de</strong> <strong>la</strong> variable y, <strong>de</strong> <strong>la</strong> z o <strong>de</strong> <strong>la</strong>s dos.<br />

• Para seleccionar los límites <strong>de</strong> integración es conveniente esbozar <strong>la</strong> región <strong>de</strong> integración.<br />

b ψ(x) δ(x,y)<br />

• Cuando se escribe una integral iterada como<br />

f(x, y, z) dz dy dx, se consi<strong>de</strong>ra<br />

que <strong>la</strong> región es W = {(x, y, z) | a ≤ x ≤ b, φ(x) ≤ y ≤ ψ(x), γ(x, y) ≤ x ≤ δ(x, y)} o,<br />

viéndolo geométricamente, <strong>de</strong>cimos que <strong>la</strong> región está constituida por los puntos (x, y, z)<br />

tales que <strong>la</strong> x varía <strong>de</strong>s<strong>de</strong> x = a hasta x = b, <strong>la</strong> y varía <strong>de</strong>s<strong>de</strong> <strong>la</strong> curva y = φ(x) hasta <strong>la</strong> curva<br />

a<br />

φ(x)<br />

γ(x,y)<br />

y = ψ(x) y <strong>la</strong> z varía <strong>de</strong>s<strong>de</strong> <strong>la</strong> superficie z = γ(x, y) hasta <strong>la</strong> superficie z = δ(x, y).<br />

Finalmente, recuer<strong>de</strong> que <strong>la</strong> integral triple sobre S:<br />

<br />

dx dy dz<br />

S<br />

UNED Acortando distancias

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