Dado el campo vectorial F(x,y) = < 3x^2 - 3xy ; -6xy + 3y^2 >
Calcular la integral de linea, donde C es la curva parametrizada por r(t) =< t, 2cos((pi/2)t) + 2 >
Hola
La curva parametrizada es una cosinusoide desplazada
con período T = 4
No proporcionas los límites de integración de t
así que suponemos t entre 0 y 2 (la mitad del ciclo)
Para la curva paramétrica
x = t
y = 2 cos((pi/2) t) + 2
Diferenciales
dx = dt
dy = -2 (pi/2) sen((pi/2) t) dt
dy = -pi sen((pi/2) t) dt
Componentes de F según la curva dada
Fx = 3 x^2 - 3 x y
Fx = 3 t^2 - 3 t (2 cos((pi/2) t) + 2)
Fx = 3 t^2 - 6 t + 6 cos((pi/2) t)
Fy = -6 x y + 3 y^2
Fy = -6 t (2 cos((pi/2) t) + 2) + 3 (2 cos((pi/2) t) + 2)^2
Fy = -12 t - 12 t cos((pi/2) t) +
+ 3 (4 cos^2((pi/2) t) + 8 cos((pi/2) t) + 4)
+ 12 cos^2((pi/2) t) + 24 cos((pi/2) t) + 12
Fy = -12 t + 12 + 12 cos^2((pi/2) t) + 12 cos((pi/2) t)
usamos la fórmula de coseno doble
cos(2u) = 2 cos^2(u) - 1
cos^2(u) = (1/2) + (1/2) cos(2u)
cos^2((pi/2) t) = (1/2) + (1/2) cos(2(pi/2) t)
queda
Fy = -12 t + 12 + 6 + 6 cos((pi) t) + 12 cos((pi/2) t)
Fy = -12 t + 18 + 6 cos((pi) t) + 12 cos((pi/2) t)
Ahora, la integral de línea
I = ∮ F . dr = ∮( <Fx , Fy> . <dx , dy>)
I = ∫ Fx dx + Fy dy
En forma explícita
I = ∫[t_de_0_a_2] { (3 t^2 - 6 t + 6 cos((pi/2) t)) dt +
+ (-12 t + 18 + 6 cos((pi) t) + 12 cos((pi/2) t)) -pi sen((pi/2) t) dt}
No dudo que puedes seguir a partir de este punto.
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Hola
La curva parametrizada es una cosinusoide desplazada
con período T = 4
No proporcionas los límites de integración de t
así que suponemos t entre 0 y 2 (la mitad del ciclo)
Para la curva paramétrica
x = t
y = 2 cos((pi/2) t) + 2
Diferenciales
dx = dt
dy = -2 (pi/2) sen((pi/2) t) dt
dy = -pi sen((pi/2) t) dt
Componentes de F según la curva dada
Fx = 3 x^2 - 3 x y
Fx = 3 t^2 - 3 t (2 cos((pi/2) t) + 2)
Fx = 3 t^2 - 6 t + 6 cos((pi/2) t)
Fy = -6 x y + 3 y^2
Fy = -6 t (2 cos((pi/2) t) + 2) + 3 (2 cos((pi/2) t) + 2)^2
Fy = -12 t - 12 t cos((pi/2) t) +
+ 3 (4 cos^2((pi/2) t) + 8 cos((pi/2) t) + 4)
Fy = -12 t - 12 t cos((pi/2) t) +
+ 12 cos^2((pi/2) t) + 24 cos((pi/2) t) + 12
Fy = -12 t + 12 + 12 cos^2((pi/2) t) + 12 cos((pi/2) t)
usamos la fórmula de coseno doble
cos(2u) = 2 cos^2(u) - 1
cos^2(u) = (1/2) + (1/2) cos(2u)
cos^2((pi/2) t) = (1/2) + (1/2) cos(2(pi/2) t)
queda
Fy = -12 t + 12 + 6 + 6 cos((pi) t) + 12 cos((pi/2) t)
Fy = -12 t + 18 + 6 cos((pi) t) + 12 cos((pi/2) t)
Ahora, la integral de línea
I = ∮ F . dr = ∮( <Fx , Fy> . <dx , dy>)
I = ∫ Fx dx + Fy dy
En forma explícita
I = ∫[t_de_0_a_2] { (3 t^2 - 6 t + 6 cos((pi/2) t)) dt +
+ (-12 t + 18 + 6 cos((pi) t) + 12 cos((pi/2) t)) -pi sen((pi/2) t) dt}
No dudo que puedes seguir a partir de este punto.