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