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Volumen einer Halbkugel

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Integration

Tags: Integration

 
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2gezer

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13:23 Uhr, 08.06.2013

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Hallo, bin mal wieder auf eure Hilfe angewiesen..:)

Folgendes Problem:

ich soll das Volumen einer Halbkugel mit Radius a und

H = { ( x , y , z ) R 3 x 2 + y 2 + z 2 a 2 , z 0 }

in kartesischen Koordinaten berechnen. Dazu soll ich zunächst die Grenzen für x, y(x) und z(x,y) festlegen.

Nun für das x habe ich 0 x a



für das y : a 2 x 2 y a 2 x 2

und für das z fallen mir komische Sachen ein, die das Integral ziemlich schwer und unglaubwürdig machen... könnt ihr mir erklären, wie man auf die Grenzen von z(x,y) kommt?

ich danke euch


Halbkugel



Zu diesem Beitrag wurde eine digitale Zeichnung hinzugefügt:

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Kugel (Mathematischer Grundbegriff)
Kegel (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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lepton

lepton

15:54 Uhr, 08.06.2013

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Naja wenn man im kartesischen hantiert, da ist es eine ziemliche Knochenarbeit, da braucht man sich auch nicht zu wundern, wenn die I-Grenzen für z noch brutaler ausfallen. Dein z steht doch schon da, du brauchst es nur umzustellen z(x,y)=...?
2gezer

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16:40 Uhr, 08.06.2013

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ok, dann habe ich f�r das z also: 0 z a 2 x 2 y 2

und das Integral ist dann:

0 a 2 x 2 y 2 a 2 x 2 a 2 x 2 0 a 1 d x d y d z

versteh ich das richtig?

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lepton

lepton

17:09 Uhr, 08.06.2013

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Ja, z ist korrekt. Wenn es aber eine Halbkugel sein soll, wie müssen dann die Grenzen für x lauten?
2gezer

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17:18 Uhr, 08.06.2013

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also muss dann x von -R bis R laufen? (also in meinem Fall dann von -a bis a)

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lepton

lepton

17:21 Uhr, 08.06.2013

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Jep. Wenn du das auch noch lösen sollst, wird ziemlich eklig sein. Aber der Wert dürfte ja bekannt sein.
2gezer

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17:21 Uhr, 08.06.2013

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aber dann müssten ja die Grenzen von y auch von Null bis Wurzel... oder bin ich jetzt ganz verwirrt? P=/

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lepton

lepton

17:23 Uhr, 08.06.2013

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x und y spannen die xy-Ebene auf, also den Kreis um den Koordinaten Ursprung herum.
2gezer

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17:28 Uhr, 08.06.2013

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ok, dann muss ja die ganze Fläche betrachtet werden :D

ja, ausrechnen darf ich ihn auch... vlt wird es mit den neuen Grenzen etwas mehr Sinn ergeben :)

Antwort
lepton

lepton

17:33 Uhr, 08.06.2013

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Ja du musst die gesamte Fläche in der xy-Ebene betrachten. Schade, dass du es in kartesischen machen sollst...in Kugelkoordinaten wäre das alles ca. 2-Zeiler.
2gezer

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17:34 Uhr, 08.06.2013

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Keine Sorge, das ist dann direkt die nächste aufgabe und dann noch den Zylinder.. P=/

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lepton

lepton

17:37 Uhr, 08.06.2013

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Na dann, viel Vergnügen noch.
2gezer

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18:02 Uhr, 08.06.2013

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ich glaube ich stolpere schon direkt am Anfang.. also, um das Integral auszurechen muss ich doch mit dem äußersten beginnen, oder?

dann aber müsste ich im weiteren (x^2- y^2) substituieren um die Stammfkt zu berechenen.. und dann kommt bei mir nur wirres Zeug und ich komme nicht weiter.... Hiiiiilfe


Foto-1
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lepton

lepton

18:30 Uhr, 08.06.2013

Antworten
Du musst ein Mehrfachintegral von innen nach außen lösen. Und bedenke vorallem, dass der Satz von Fubini hier nicht gilt, da die I-Grenzen keine Konstanten sind!!!
Das zulösende Integral lautet:

-aa-a2-x2a2-x20a2-x2-y2dzdydx=...
Jetzt zuerst dz, dann dy und dann dx lösen.

Tip: Wenn du noch die Symmetrie in der xy-Ebene betrachtest, dann kannst du die Grenzen für x und y noch vereinfachen 40a0a2-x20a2-x2-y2dzdydx=...
Frage beantwortet
2gezer

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19:19 Uhr, 08.06.2013

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Oh my gosh.. Es hat geklappt!!!! Yuhu!!! Vielen Dank, du hast mir super geholfen:D