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Dreifachintegral Grenzen?

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Integration

Tags: Integration

 
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Hurwitz

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14:28 Uhr, 25.09.2012

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Die Angabe der Aufgabe lautet wie folgt:

Berechnen Sie das Integral:

B ( x 2 + y 2 ) 2 d x d y d z

wobei B jener Körper ist der durch die Fläche x^2+y^2=1, z=0 und z=4 begrenzt wird.

Nun meine Frage: Wie werden die Grenzen korrekt bestimmt und wie lauten diese.

Meine überlegung war, dass x^2+y^2=1 (Kreis) die Grundfläche ist und so y=+-(1-x^2)^(1/2) als Grenze verwendet werden kann.

0 =< z =< 4

-(1-x^2)^(1/2) =< y =< +(1-x^2)^(1/2)

x???

Noch eine kleine verständnissfrage wie kann man (x^2+y^2)^2 im Integral geometrisch deuten?

Ich hoffe es kann mir jemand helfen bin am verzweifeln.

Danke!


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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McMannus

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17:01 Uhr, 25.09.2012

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Bist du zwangsläufig auf kartesische Koordinaten angewiesen? Denn für genau solche Aufgaben würde man wohl eher Zylinderkoordinaten nehmen...
Hurwitz

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17:09 Uhr, 25.09.2012

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Wie man die Aufgabe löst ist egal. Jedoch sind mir die kartesischen Koordinaten am vertrautesten. Ich habe auch versucht die Angabe mit Mathematica zu Zeichnen jedoch bin ich mir mit meiner Interpretion bzw. meinem Lösungsansatz nicht weit gekommen.
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pwmeyer

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21:15 Uhr, 25.09.2012

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Hallo,

in kartesischen Koordinaten wäre - wie Du gesagt hast - in der Tat zu berechnen:

-11dx-1-x21-x2dy04dz(x2+y2)2

Das ist kein Vergnügen, besser wären hier tatsächlich Zylinderkoordinaten.

Gruß pwm
Hurwitz

Hurwitz aktiv_icon

22:06 Uhr, 25.09.2012

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Erstmal DANKE für die Antworten.
Du hast recht das letzte Integral ist ziemlich aufwendig. Bin auf ein Ergebnis von 4Π3 gekommen. Werde es noch versuchen mit Zylinderkoordinaten zu überprüfen.

Abschließend wüsste ich noch gerne was ich nun genau Berechnet habe?

Meine Annahme:
Volumen =4Π3
Grundfläche = Kreis x2+y2=1
Höhe 0 bis 4
Was bedeutet jedoch (x2+y2)2 im Integral das kann man sich doch Bestimmt auch irgendwie Vorstellen oder?
Frage beantwortet
Hurwitz

Hurwitz aktiv_icon

22:27 Uhr, 25.09.2012

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So habe es nun überprüft. Jedoch ist wieder eine kleine Frage aufgetaucht.

Die Grenzen für die Berechnung mit Zylinderkoodinaten habe ich wie folgt berechnet:

0 4 0 2 π 0 1 r 5 d r d φ d z

Mit der Umrechnung in Zylinderkoordinaten komme ich jedoch nur auf r^4 für das ergebnis von 4*Pi/3 benötigt man jedoch r^5. Kann mir das jemand erklären?

Und ja es ist so wirklich viel einfacher!!!

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pwmeyer

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08:45 Uhr, 26.09.2012

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Hallo,

bei der Transformation auf ander Koordinaten taucht in der Transformationsformel (Substitutionsregel ...) die "Funktionaldeterminante" auf, die ist hier gerade r.

Gruß pwm