Ruimtevolume - drievoudige integraal

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Ruimtevolume - drievoudige integraal

Ik was een oefening over dubbelintegralen aan het maken en kwam tot de constatatie dat ik die normaal gezien ook met drievoudige integralen zou moeten kunnen oplossen. Nu ben ik wel niet echt zeker van de gebruikte grenzen. Graag controle dus. Als ik alles in "Maple" ingeef en op "Value" druk (wat de uitkomst zou moeten geven) krijg ik iets met enorm veel ln erin... het juiste antwoord zou immers
\(4 \pi -\frac{8}{3}\)
moeten zijn

Ergens klopt dus iets niet...

Ik geef even de opgave:

Bepaal het volume ingesloten tussen de volgende oppervlakken:
\(\left\{ \begin{array}{l}y=0 \\ z=0 \\ x+y=2 \\ 2y+x=6 \\ y^2+z^2=4\end{array} \right.\)
Zie bijlage voor de figuren die hierbij horen (eentje 3D en de andere is een schets).

Ik dacht aan het volgende:
\(\int _{0}^{6}\!\int _{0}^{3-\frac{1}{2}\,x}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dy}\,{dx}-\int _{0}^{6}\!\int _{0}^{2-x}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dy}\,{dx}\)
Het gaat mij niet zozeer om de uitwerking van de integraal, als de grenzen correct zijn komt het er gewoon op neer om zonder fouten te rekenen.

Bedankt!
Bijlagen
wisk_schets.JPG
wisk_schets.JPG (8.98 KiB) 223 keer bekeken
wisk_3d.JPG
wisk_3d.JPG (28.96 KiB) 223 keer bekeken
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Die x van 0 tot 6 klopt niet, er is integratiegebied voor negatieve x; de projecties van de twee vlakken op het xy-vlak snijden in (-2,4). Als je y vast laat lopen (van 0 tot 4), dan kan je wel het gebied beschrijven door x variabel te laten lopen; grenzen voor z zijn oké.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Maar het gebied dat jij beschrijft ligt toch niet binnen de cilinder? Die gaat toch maar tot y=2

Als ik dan doe wat je zegt krijg ik:
\(\int _{0}^{4}\!\int _{-2}^{6-2y}}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dx}\,{dy}-\int _{0}^{4}\!\int _{-2}^{2-y}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dx}\,{dy}\)
Zo goed?
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Je kan het in één integraal schrijven. Maak eens een schets van de projectie van de twee vlakken (die loodrecht op het xy-vlak staan) in het xy-vlak. Daaruit kan je de grenzen voor x en y halen; z loopt dan van het xy-vlak (z = 0) tot aan het 'dak' (de cilinder).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

De schets heb ik voor de duidelijkheid ook maar in bijlage gestoken.

Vervolgens heb ik voor
  • x: van 2-y tot 6-2y
  • y: van 0 tot 3
Als ik dan naar het geheel kijk moet dit dan
\(\int _{0}^{3}\!\int _{2-y}^{6-2y}}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dx}\,{dy}\)
worden.
Bijlagen
wisk_schets2.JPG
wisk_schets2.JPG (4.61 KiB) 223 keer bekeken
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Waarom stop je aan de y-as? Dat rode gebied loopt nog (links) door tot het snijpunt van die twee rechten.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Wat ik nog niet goed begrijp, als je naar de 3D figuur in de eerste post kijkt kun je zie dat het gebied in het tweede kwadrant (het blauwe in 2D fig.) niet meer binnen de cilinder valt. Waarom moet dit bij de integraal? Of gaat het om gezichtsbedrog en valt het er eigenlijk wel in?

Als ik het erbij betrek bekom ik:
\(\int _{0}^{4}\!\int _{2-y}^{6-2y}}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dx}\,{dy}\)
Wat ik ook nog wil zeggen: alvast heel erg bedankt voor de hulp!
Bijlagen
wisk_schets3.JPG
wisk_schets3.JPG (6.69 KiB) 223 keer bekeken
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Klopt, ik had niet goed gekeken naar de cilinder; die stopt al bij de lijn y = 2. Er komt dus niet een stuk bij (t.o.v. je schets hier), er moet zelfs een stuk weg: alles boven de lijn y = 2 ligt buiten de cilinder. Je kan y dus vast laten lopen van 0 tot 2; voor elke y loopt x dan van de ene tot de volgende rechte (die grenzen heb je daar al juist); z blijft hetzelfde.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Dus finaal krijgen we:
\(\int _{0}^{2}\!\int _{2-y}^{6-2y}}\!\int _{0}^{\sqrt {4-{y}^{2}}}\!1{dz}\,{dx}\,{dy}\)
En voor de volledigheid de correcte schets ;)

Nogmaals hartelijk dank TD!
Bijlagen
wisk_schets4.JPG
wisk_schets4.JPG (4.85 KiB) 223 keer bekeken
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Inderdaad en dat zou het juiste antwoord moeten opleveren. Graag gedaan en sorry voor de verwarring ;) .
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 3.963

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Klopt inderdaad helemaal ;)
"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Ruimtevolume - drievoudige integraal

Prima!
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer