Final 19/07/2011

Publicado el julio 19, 2011 por damidami

Pongo los resultados:

T1)
Un vector normal a la superficie en el punto A es N = (-3,3,3)
La ecuación cartesiana del plano tangente es -x+y+z=2

E1)
El gradiente de f:
\nabla f(3,6) = (3,4)

El jacobiano de la compuesta:
Dh(1,3) = Df(3,6) Dg(1,3)
= \begin{pmatrix} 3 & 4 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 3 & 1 \\ 0 & 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 9 & 11 \end{pmatrix}

Parametrización de la recta normal:
n(t) = (1,3,7) + t(9,11,-1)
= (1+9t, 3+11t, 7-t)

Intersecta al plano xz en el punto \left( -\frac{16}{11}, 0, \frac{80}{11} \right)

E2)
\Phi(x,y) = xy^2 - x^2 + 2y^2 + 4
\int_{(1,2)}^{(3,5)} f dc = \Phi(3,5) - \Phi(1,2) = 120 - 15 = 105

E3)
div(f) = 1
F_{total} = \left( \frac{4}{3}\pi 2^3 \right) \frac{1}{2} = \frac{16}{3}\pi

F_{tapa} = -2(\pi 2^2) = -8\pi

F_{pedido} = F_{total} - F_{tapa} = (\frac{16}{3} + 8)\pi = \frac{40}{3}\pi

E4)
La recta normal queda y = \frac{3-x}{2}

Haciendo:
\displaystyle \iint_D x dxdy = \int_{\frac{-3}{2}}^1 x dx \int_{x^2}^{\frac{3-x}{2}} dy = \ldots = \frac{-125}{192}

La integral queda:
\displaystyle \iint_D 2x + 5f(x,y) dxdy = 2 \underbrace{\iint_D x dxdy}_{\frac{-125}{192}} + 5 \underbrace{\iint_D f(x,y)dxdy}_{8} = \frac{3715}{96}

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28 respuestas a Final 19/07/2011

  1. Guido dijo:
    julio 20, 2011 en 10:39 am

    Damian: ¿como obtengo el vector gradiente de f(3,6)?
    Saludos,

    Responder
  2. Matias dijo:
    julio 26, 2011 en 2:59 pm

    Damian: Como obtengo la recta normal en el punto E4??. El resto del ejercicio me sale pero me trabe en esa parte. Desde ya muchas gracias por tu tiempo.

    Responder
    • dami dijo:
      julio 26, 2011 en 7:52 pm

      Hola Matias,
      Hay muchas formas, por ejemplo si «pasás a imlícita» la ecuación, es decir considerás la función
      F(x,y) = x^2 - y
      su gradiente es normal a la curva de nivel en cada punto
      \nabla F(x,y) = (2x, -1)
      en particular
      \nabla F(1,1) = (2,-1)
      Ya tenes un punto A=(1,1) y un vector tangente a la recta (que es el normal a la curva) N=(2,-1)
      con eso deberías poder construir la ecuación vectorial de la recta, la paramétrica, y de ahí pasarla a ecuación cartesiana.
      (hay otras formas de llegar a la ecuación sin pasar por la paramétrica, pero esta me parece mas fácil)
      Suerte.

      Responder
  3. matias dijo:
    septiembre 9, 2011 en 12:01 pm

    damian el punto A me dio q no era regular

    Responder
  4. Alex dijo:
    enero 23, 2012 en 12:08 am

    Hola, En E3 no es un superficie compacta,conexa sin borde (esfera de radio=2) y la divergencia de F= 3,
    donde es mas facil usar el teorema de divergencia?

    Responder
    • dami dijo:
      enero 23, 2012 en 3:07 am

      Hola Alex,
      No entiendo del todo tu pregunta. La superficie del E3 si tiene borde, pues no es cerrada al no ser toda la esfera (es solo la parte de arriba), y la divergencia no da 3 sino que da 1.
      Conviene divergencia a pesar que hay que restar la tapa porque en el campo aparece una funcion g desconocida que complica la integral para hacerla directamente.
      Saludos.

      Responder
  5. Alex dijo:
    enero 23, 2012 en 2:02 pm

    Si tenes razon z+ por la raiz, y la divergencia le sumaba 2 sin derivar, gracias.

    Responder
    • dami dijo:
      enero 23, 2012 en 3:01 pm

      Alex, es difícil entender que estás diciendo. Lo de «z+ por la raíz» entiendo que te referís a que va la parte de arriba de la superficie porque hay una raíz cuadrada. Lo de «y la divergencia le sumaba 2 sin derivar» no tengo idea que es, pero la divergencia da 1 y no se suma sinó que se integra.

      Responder
  6. Kevin dijo:
    febrero 11, 2012 en 9:08 pm

    Hola, una pregunta.
    No entiendo en el punto 3, porque dividen la superficie. El enunciado no se refiere a la tapa superior solamente sino a toda la esfera. No sería directamente Flujo = Int triple de la div?
    Como me doy cuenta que no se refiere a toda la esfera?
    Si hago el volumen de la esfera, me da 32/3 pi.
    Qe estoy haciendo mal?
    Muchas gracias!!

    Responder
    • dami dijo:
      febrero 11, 2012 en 11:14 pm

      Hola Kevin,
      No es toda la esfera, es la mitad de arriba. Fijate que z sale de una raíz cuadrada así que es positivo o cero.
      Saludos,
      Damián.

      Responder
  7. Eduardo dijo:
    febrero 14, 2012 en 6:19 pm

    Hola. En el EJ 3, cuando calculas el flujo en la tapa, porque multiplicas por -2. No deberia ser por -1? Dado que la divergencia es igual a 1 y tome como sentido del gradiente de la funcion que contiene a la tapa , en el de las z negativas.

    Responder
    • dami dijo:
      febrero 15, 2012 en 1:56 pm

      Hola Eduardo,
      No va la divergencia, es calculo de flujo directo, va el producto escalar del flujo por la normal. Sobre el plano z=0 al hacer dicho producto escalar da -2 (tomando como decís orientación hacia z negativas)
      Saludos,
      Damián.

      Responder
  8. Agustin dijo:
    febrero 16, 2012 en 12:15 pm

    Damian, en el ejercicio E3 el grafico de la superficie no seria una esfera? Y por lo tanto seria una superficie cerrada en donde el volumen seria (16/3 pi ) http://s0.wp.com/latex.php?latex=F_%7Btotal%7D+%3D+%5Cleft%28+%5Cfrac%7B4%7D%7B3%7D%5Cpi+2%5E3+%5Cright%29+%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D+%3D+%5Cfrac%7B16%7D%7B3%7D%5Cpi&bg=ffffff&fg=555555&s=0

    Desde ya muchas gracias por la respuestas
    Saludos , Agustin.

    Responder
  9. Javier Loiacono dijo:
    May 20, 2013 en 5:50 pm

    damian, en el ejercicio E3) cuando saco el flujo de la tapa no entiendo por que lo multiplicas por -2, y hago el producto escalar de f con el normal usando las z negativas y me da -2-z, no se en que me estoy equivocando, muchas gracias
    javier

    Responder
  10. Ezequiel Martin dijo:
    febrero 23, 2016 en 4:10 pm

    Damian, no entiendo por que en el ejercicio E4 la integral doble es de «x» dxdy. De donde sale esa X?

    Responder
  11. Tomas Albaine dijo:
    diciembre 14, 2018 en 5:09 pm

    Damián, en los ejercicios del tipo del E3), como te das cuenta la dirección del vector normal? Es decir, el de la tapa, como sabes que va en z negativo?

    Gracias!

    Responder
    • damidami dijo:
      diciembre 14, 2018 en 11:50 pm

      Hola Tomas,
      Orienté la tapa hacia z negativos para que la orientación resulte saliente al sólido, pues usé el teorema de la divergencia.
      Saludos,
      Damián.

      Responder
  12. Rochas (@agustinrochass) dijo:
    febrero 18, 2020 en 12:49 pm

    buenas, en el ejercicio 3 el flujo total me esta dando 4, 87 aprox, la divergencia es 1 como dice el resultado y los limites son: en z entra por z=0 y sale por la tapa de arriba (ecuacion dato del ejercicio), resuelvo primero la integral que depende de Z y me queda dentro la ecuacion del limite superior, en funcion de X e Y. Luego se aplica un cambio a polares tomando x como ro por cos(ang) e y como ro por sen(ang), es decir se proyecta sobre el plano XY, pero dentro teniamos la ecuacion de la tapa por lo que queda (raiz de ro al cuadrado + 2) por RO que es el determinante del jacobiano, los limites son de 0 a 2pi el angulo y de 0 a 2 RO, y esa integral doble daria 4.87

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