Stelling van green (integreren over gebied)

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 689

Stelling van green (integreren over gebied)

De stelling van Green geldt als over een gebied D geïntegreerd wordt, met als rand van D de gesloten kromme C, zodat als C positief doorlopen doorlopen wordt D aan de linkerkant van C ligt. De regel in kwestie zegt dan dat vectorveld
\(\vec{F}(x,y) = (M(x,y),N(x,y))\)
met alle componenten en hun afgeleide continu in D. Als D dan kan beschreven worden tussen grenswaarden van x (en y afhankelijk van x) als tussen grenswaarden van y (en x afhankelijk van y) dan geldt:
\(\int \int_D \left( \frac{\partial N}{\partial x} - \frac{\partial M}{\partial y} \right) dx dy = \int_C Mdx + Ndy\)
(die laatste dus een lijnintegraal).

Tot zover de stelling. Ik wou dit even narekenen voor
\(\vec{F}(x,y) = (-y,x)\)
met
\(D = \left\{(x,y) | x^2 + y^2 \leq r^2 \right\}\)
. Als parametrisatie van D (voor de lijnintegraal) vind je dan
\(\vec{\gamma}(t) = (r\cdot \cos (t), r \cdot \sin (t))\)
met t van 0 tot 2pi.

Als lijnintegraal vind je dan
\(\int \limits_0^{2\pi} \vec{F}(\vec{\gamma}(t)) \cdot \vec{\gamma}'(t) dt = \int \limits_0^{2\pi} r^2 dt = 2\pi r^2\)
.

Daar moet de andere integraal dus aan gelijk zijn.
\(\int \int_D \left( \frac{\partial N}{\partial x} - \frac{\partial M}{\partial y} \right) dx dy = \int \int_D (1 + 1) dx dy = \int \int_D 2 dx dy \)
En nu weet ik niet goed welke grenzen ik moet nemen voor x en y voor D. Kan iemand mij hier mee helpen?

Ik weet dat je ook simpelweg
\(\int \int_D 2 dx dy = \int \limits_0^{2\pi} \int \limits_0^{r} 2R dR d\theta = \int \limits_0^{2\pi} r^2 d\theta = 2\pi r^2\)
kan doen en zo de uitkomst uitkomt, maar ik had graag geweten wat de correcte grenzen zijn indien je het zonder omzetten naar poolcoördinaten wil doen. Ik neem aan dat je x van -r tot r neemt of zo, en dan y van negatieve tot positieve vierkantwortel r^2 - x^2 of zo... Iemand die me hiermee kan helpen?

Denis
"Her face shown like the sun that I strived to reach."

Berichten: 2.746

Re: Stelling van green (integreren over gebied)

Ik neem aan dat je x van -r tot r neemt of zo, en dan y van negatieve tot positieve vierkantwortel r^2 - x^2 of zo...
Dat neem je goed aan, maar natuurlijk in de andere volgorde, eerst over y integreren, dan over x

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Stelling van green (integreren over gebied)

Je mag de volgorde natuurlijk kiezen, maar als je wil omdraaien moet je y vast laten lopen van -r tot r en x variabelen van ...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer