1000 1000 Chapter CAPÍTULO Chapter 14 14 Multiple Multiple Integración Integration Integration múltiple1000 1000 Chapter Chapter 14 14 Multiple Multiple Integrationz zEJEMPLO EXAMPLE EXAMPLE 6 Encontrar 6 6Finding Finding el the valor the Average Average promedio Value Value of de a of una Function a Function funciónz zEXAMPLE 66 Finding the the Average 1 1Value of of a a Function66Encontrar Find Find the el average the valor average promedio value value of de f of x, fyx, y 2 xy over2 xy over sobre the region the la region región R, where R,where donde R is Ra is rectangle es a un rectangle rectángulocon verticeswith with16Find vértices vertices 0, 0the average (0, , 0), 4, , 0value (4, , 0), 4,of , 3 (4, , andf x, 3) y,y and 0, 16Find the average value of f x, y (0, 33).2 xy 0, . 3 over .2 xy over the the region region R, R, where where RRis is a rectangle a with with5 5vertices Solution vertices Solution0, 0, 0 The 0 , , 4,The area 4, 0 0 ,area of , 4, 4, 3 the of 3 , and , the rectangular and rectangular0, 0, 33 . . region region R is RAis A12(see 12 (see Figure Figure 14.23). 14.23). The The5Solución El área de la región rectangular R es A 12 (ver la figura 14.23). El valor5Solution average average value The The value is area givenarea is of given of the bythe rectangular byregion region RRis is AA 12 12(see (see Figure Figure 14.23). 14.23). The4The4promedio está dado por1average average value value is is given given by by 4 314 34f(x, y) = xy1 11 1 14f(x, y) = xy212fx, fx, y dAy dA14 3f(x, y) = xy1 A R 1 12 01fx, y dAA R12 0 0 2 xy 0 2 xy dy dx 3A R12 0 0 2 xy dy dx 314 3f(x, y) = xy11 12 2f y dA4A dy dx 4 33R1210 1012 xy dy dx 3312 21231 121212 0 4 xy2 0 4 xy2 dx0 4 xy2 dx4 31 1 0 02124 dx140 4 xy2 dx19019 01x dx12 41 1244 x dx1 9 9 041 1 101y yx dx4 x4dx(0, 0) (0, 0)(0, 3) (0, 3)312134 4101y116 4(0, 0)(0, 3)3 16 2 x2 01y141 20x2 (0, 0)(0, 02R 3)3 12R1 1316 1632 x2 2 x2 33 02R33 16 84(4, 3)16 802R4(4, 3)3 (4, 0) (4, 0)3x16 84x(4, 3)16 3 384(4, 3)(4, (4, 0) 0)Figure 14.23 x2 . FiguraFigure 14.2314.233Figure 14.232 . 2 . x3Figure 14.232 .14.2 14.2Exercises See www.CalcChat.com See www.CalcChat.com for worked-out for worked-out solutions solutions to odd-numbered to odd-numbered exercises. exercises.14.2 Exercises See See www.CalcChat.com for for worked-out worked-out solutions solutions to odd-numbered to odd-numbered exercises. exercises.Approximation Approximation In Exercises In Exercises 1– 4, 1– approximate 4, approximate the the integral integral 6. Approximation 6. Approximation The The figure figure shows shows the level the level curves curves for a for functionf over f over a square a The square region14.2 Ejerciciosa func-ApproximationR fx, R fx, y dAy by dA IndividingInby Exercises Exercisesdividing the1– the rectangle1– 4, 4,rectangle approximateR with R with verticesthe thevertices integral0, 0integral0, , 0 , 6. 6. Approximation The figure figureregion showsR. ApproximateshowsR. the Approximatethe level level curvesthe integralcurvesthe for forintegral a functionf over a region R. Approximate the integral usingusinga functionusing4, 0R fx,4, , 4, 0y, 24, , anddA2by, and 0, 2dividing0, into 2 into eighttheeight equalrectangleequal squaresRsquares andwith verticesand finding finding the0, 0 ,the four four squares,f oversquares, selectinga squareselecting the midpointregiontheR.midpoint of each of each squarethesquare as xintegralas i , yusing i x i., y i .R fx, y dA by dividing the rectangle R with vertices 0, 0 ,8Aproximación 8 En los ejercicios 1 a 4, aproximar la integral 6. Aproximación 2 2 2 2 La figura muestra las y4, curvas y de nivel de unasum 4, 00 , , 4, 4, 22 and 0, 2 into eight equal squares and finding the four squares, selecting the midpoint of each square as xdividiendo el rectángulo R con vértices (0, 0), (4, 0), función ƒ en una región cuadrada R. Aproximar la integral i , y i . R fsum fx , andx, y dA i , fx y 0,i i , yA 2iwhere into eightA i where x i , yequal x i , is y ithe squaresis center andthe center of the findingof ithe square. the four squares, selecting the midpoint of each square as xiiith square.i , y i .8fx, empleando0 08fx, y dy y dxi 1dy dxi 1222y2ysum (4, Evaluate sum 2) y fx 0 0Evaluate fx (0, the i , y i , i 2) iterated y ien Athe iterated i Awhere ocho iintegral cuadrados xintegral i , xy i , and i yis i is theand compare iguales the centercompare center it y of with hallando of the the with the iith square. approximation.the la square. suma approxi-x i , y i the A 0 02fx, cuatro cuadrados y tomando el punto medio de cadafx, y y dy dy dx2dxi 1cuadrado0 0como xdonde es el centro del cuadrado i-ésimo.i , y i . 8 i 12Evaluate fmation.Evaluate the iterated iterated iintegral integral x i , y i and and compare compare it with with the the approximation.2approximation.12 2i1 4 2 4 24 242 2y4Evaluar4 221. 1. la integral iterada y compararla12. con la aproximación.1 6x y dy dx 2.x f x, y dy dx4 24 241 420021.1.2.2.1 68x y dy dx1 x2 x y dy dx x y dy dx0 020 080y dy dx1002 1 6x22 2x y dy dxy dy y dx4 24 2dy dx840 0 0 01 0 0 0 01. 4 2 4 22.1 6x y dy dx4 2 x421 1103. 3. x 2x 4. 0dy dx2x4 24 24 200110 43.3. x 22 4 2 0 0 x 1 y 1 1 2dy dx4.4.1 dy dx1 6x x0 00 0 x 1 y 1 dy dx1 202 y 2 22 y dy dx0 0dy y 2 dx dy dx 4.0 08dy dxx4 24 20 00 0 x 1 y 1 10 1 23. x002 y 2 dy dx 4.dy dx2 y 2 x0 0 dy dx0 0 x 1 y 1 1 25. Approximation 5. Approximation The The table table shows shows values0values xof a 1y of function a function 1fover f over a a In Exercises In Exercises 7–12, 7–12, sketch sketch the region the region R and R and evaluate 8evaluate the iterated the iterated5. 5. 5. Approximation Aproximación square square region region R.The La DivideTheR. tabla table Divide thetable muestra showsregionshowsthe values region valores intovalues of into 16 de of a una equalfunction a16function función equal squaresf squares fƒover sobre anda aand integral10xuna square región selectregion cuadrada Divide R. Dividir the region la región into en 16 16 equal cuadrados squares igualesIn Exercisesintegral R fx, 7–12, R fx, y dA.sketchy dA.select x i , y x the region R and evaluate the iteratedi , to yR. ibe to the be point the point the ith the square ith square closest closest to the In Exercises 7–12, sketch the region R and evaluate the iteratedsquare region i R. Divide the region into 16 equal squares and andto the1 2y origin.select elegir origin. Compare x to como be el the punto point más in cercano the al square origen closest en el cuadradotheintegral R2 fx, 1 y dA.2x i , , Compare y i this this approximation approximation withi ithwith that that obtained obtained by using integral 2 R 1 fx, y dA.2select x tobytheusingorigin. i-ésimo. point i , ytheComparepoint i to be the point in the ith square closest to theComparar the in ith the squarethisithesta square farthest aproximación farthest fromwithfrom the con origin.7.thatthe la obtainedorigin.7. 1 12x 2x2y dy 2y dx dy dx8.8. sin 2 sin x cosobtenida by usando2 x 2 cos y dy 2 y dx2dy dx2112origin. Compare this approximation with that obtained by using2using0 0 0 00 0 0 0el 4the punto 4the point 4 4point más in the lejano ith square al origen farthest en el from cuadrado the origin. i-ésimo.En 7. 6 3los ejercicios 6 132x7 a 12, 2y dibujar dy dx la 8. región R y sin evaluar 2 x cos 2 la y integral dy dx0 0 fx, in0 0 fy thex, dy ithy dxdy squaredxfarthest from the origin.7. 1 2x 2y dy dx 8. sin 2 x cos 2 y dy dx000000004 4iterada9. 9.63R xf x, xy ydxdA. y dy4 4dx dy0 0 f x, y dy dx0 y 20 1 2 3 49.2 14x y y dx dy20 y 20 1 2 3 47. 41 2x 2y dy dx 8. sin 2 x cos 2 y dy dxyx0yx 0 y 20 1 2 3 44 yx y 6 30 0 fx, y dy dx9. x y dx dy0 y 210.y10. x 2 y 2 xdx 2 y 2 dy4dx dy1 y 1x 0 y 00 32 32 01 31 23128 1 32823 24sen2316163 40 20010.0 010. a xa x a061 34 y29. x y dx dy 10. x102 y 2 dx dy11. 02 y 2 xy dx 2 a 2 dx dyx 2 dy1010 321 31 32 32 313130 283027 31 28 232722 2328160221516 15 23 1611. 211.y y x xy dy y dxa ady dxa2 aa 2 x 2 x 2 a 2 x1 2 1y231 3130 30 2227 15 22 151 0 1 0 x y dy 1dx1 1 y2 31 1 y 22 28 302827 272724 222419 15191211.x y dy dx12a11. aya12. aaa 22 xx 12.2 e x 2 y 2e 2 dx x y dy dx dy e x y edx x y dy1dx dy2 101111y2 y3 283 23 28 28 272322 27 242219 27 24 191914 19241214127 719 120 y 01y x y dy dx12. a e1 01 1y12. 2x1x y 0 0 0 012. e x y dx 2 dx dy dy e x e xydx y dx dy dy303 23 2322 22 19 1419 7 14 70yy1100004 234 16 221615 191512 14127 70 04e xy dx dy e xy dx dy4 16 16 16 15 15 1215 7 71200 7 00y100
SECCIÓN 14.2 14.214.2 Double DoubleIntegrales Integrals Integrals and Volume 1001dobles and y Volume volumen 1001 1001In InEnExercises Exerciseslos ejercicios13–20, 13–20,13set setaup up20,integrals integralsdar unafor forintegralboth both orders orderspara cadaof of integration, integration,orden de25. 25.25.26. 26.and use the more convenient order to evaluate the integral over26.andintegraciónuse the morey utilizarconvenientel ordenordermástoconvenienteevaluate theparaintegralevaluaroverthe regionla 2x 3y 4z 12zzR.2x 2x + 3y 3y + 4z 4z = 12 12theintegralregionenR.zla región R.zzx x + + y y + + z z = = 2223213.Rxy dA313.3Rxy Rxy dAR: rectangle with vertices 0, 0, 0, 5, 3, 5, 3, 0R: rectangle rectángulo with con vertices vértices 0, 0, 0, 0, 0, 0, 5, 5, 3, 3, 5, 5, 3, 3, 0 014.yy14.Rsin x sin y dARsin 4 yyyRsin senx sensin y dA442222R: rectangle with vertices , 0, , 0, , 2, , 266R: rectangle rectángulo with con vertices vértices ,15.y, 0, 0, , , 0, 0, , , 2, 2, , , 2 2 xx27. 28.15. R x 2 y dA 2 27.27.z28.28.zR yx 2 y dA 2 zzz z = 1 − xyzR: trapezoid bounded by y x, y 2x, x 1, x 2triángulo acotado por y 2x, x 1, x 2z = 1 − xyz = 4 −z = 4 − y 2 yR: trapezoid bounded by y x, y 2x, x 1, x 22z = 1 − xy4416.Rxe y 4 z = 4 − y 2dA116. Rxe 13Rxe y dA133R: triangle bounded byx, 0,2R: triangle triángulo bounded acotado by por y y 4 4 x, x, y y 0,0, x x 002217. 17.R2y dA1R2y dAy 1yregiónregionacotadaboundedporby y 4 x 11y = x y = 1y2 218.2 111R:, y 4 xy = x 1 yyxy = 12 1 21 x dA x y = xR yR:region bounded by y 4 x 11y = x 2 y = x y = 2y = 1y2 218. R 2 , y 4 xy11 x dA 2 y = xyy==2229. Integral impropia 30. Integral impropiaR:R:region regiónregion bounded acotadaboundedpor by byyy 0, 0, yy x, x,x, xx 4429. 29. Improper Improper integral integral 30. Improper z integral1 30. Improper integral19. Rx dAzz e−(x + y)/2z ==19. Rx Rx dAz = e−(x + y)/2z = (x + 1) 2 1(y + 1) 2z(x + 1)el sector sector of circular a circle en in el the primer first quadrant cuadrante bounded acotado by2 (y + 1)R:21 z e−(x + y)/2zz =1=porz (x + 1) 1sector of a circle in the first quadrant bounded by2 (y + 1)R:2y 25 x 2 z1y 25 25 x 2 , , 3x 3x 4y 4y 0, 0, y y 001 0 ≤ x < ∞1x 20. Rx 2 y 2 0 ≤ y < dAy0 ≤ y < ∞ 2 2Rx 1 0 ≤ x < ∞20. Rx 2 y 2 dA0 ≤ y < ∞y2 2 yR: semicírculo semicircle bounded acotado por by4 xy 4 x 2 2 2yR:semicircle bounded by y 4 x 2 , y, y 0020 ≤ x < ∞2y2 y0 ≤ y x < 20 ≤ x < ∞In Exercises 21–30, use a double integral to find the volume of 20 ≤ y < ∞In En Exercises los ejercicios 21–30, a use 30, a utilizar double una integral integral to find doble the para volume hallar of x20 ≤ y < ∞the the indicated solid.xel volumen indicated del solid. sólido indicado.x21. 22.z21.zz = y En In Exercises los ejercicios 31 31 and y 32, utilizar use a computer un sistema algebraico system por compu-to find22.zzz = y CASCAS In Exercises 31 and 32, use a computer algebra system to find2266 z = 6 − 2yz = 6 − 2ytadora the volume y hallar of the el volumen solid. del sólido.1the volume of the solid.132.z31. z32.z31. z32.z11yz = 8 − x 2 − y 2 x 2 2 + z 2 2 = 12 242 z = 8 − x32 − y x 2 + z 2 = 12y4213414x0 ≤ x ≤ 4y0 ≤ 20 x≤ ≤y 4≤ y2420 ≤ y ≤ 20 ≤ x ≤ 440 ≤0 x≤ ≤y 4≤ 211x0 ≤ y ≤ 23 y1x33 y11x23. z24.z31x y23.z24.zxx = 1yy==xx y4z = 44x = 14z = 4 4zz == 44 −− xx −− yy3y = xEn In Exercises los ejercicios 33–40, set a 40, up dar and una evaluate integral a double doble integral para hallar to findel3y = xIn Exercises 33–40, set up and evaluate a double integral to findvolumen the volume del of sólido the solid limitado bounded o acotado by the graphs por las of gráficas the equations. de las2the volume of the solid bounded by the graphs of the equations.2ecuaciones.133. 33. zz xy, xy, zz 0, 0, yy x, x, xx 1, 1,first first octant octant133. z xy, z 0, y x, x 1, primer octante34. y 0, z 0, y x, z x, x 0, x 5122y34.34.yy 0,0,z 0,0,yy x,x,zz x,x,xx 0,0,xx 51522 yy22y35. 35. z 0, z x 2 , x 0, x 2, y 0, y 422y = x y = 2x35. z 0, 0, z x 2 2 ,, x 0, 0, x 2, 2, y 0, 0, y 4xx = 2x y = x y = 2x = 236. 36. x36. x 22 2 y y 22 2 z z 22 2 r r 222
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