Examen Final de Calculo II

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  • 8/16/2019 Examen Final de Calculo II

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      UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

    (Universidad del Perú, DECANA DE AMÈRICA)FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EL!CTRICA

    CALCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL II

    SEMESTRE 2014-IIProfesor:Insr!""#ones:

    L"s e#$%enes &'e 'ilian l$*i +" li&'id *a*er n" ienen dere-." are-la%"/

    1$ 0ea C la -ir-'n1eren-ia de -enr" (0 ;0 )  + radi" 1  +  D  la re2i3n

    li%iada *"r C/

    %$

    ( )   π  π  

    2 )2

    0C

    22 ==+ ∫ ∫ =t 

    dt ds y xb   ( )  dA y xcalcular  D

     : 22∫∫    +

    So&!"#'n

    ( )   π  π  

    2 )

    2

    0C

    22 ==+ ∫ ∫ =t 

    dt ds y xb

    ( )2

     )

    2

    0

    1

    0

    322   π  θ  

    π  

    θ  

    ==+ ∫ ∫ ∫∫ = =r  D

    drd r dA y xa

    4) 0ean F el -a%*" ve-"rial dad" *"r5

    ( )      

       +

    += 2

    2,,

    1,,   z  yarctgx zarctgx

     x

     yz  z  y x F 

     

      C el se2%en" de re-a &'e va de A6(7,8,8) a 96(7,8,4)/ Cal-'le la ine2ralde l:nea de F s";re C de d"s %aneras disinas/

    a) 'sand" el -"n-e*" de -a%*" ve-"rial -"nservaiv"( )0,0,0

    11,

    11,

    2222  = 

      

      

    +−

    ++−

    +−=

     x

     z 

     x

     z 

     x

     y

     x

     yarctgxarctgx F  Rot 

    8

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    +==

    +=

    2

    21

     z  yarctgx f  

     zarctgx f   x

     yz  f  

     z 

     y

     x

     

    3

    7=

    3

    1-

    3

    8=]

    3

    z+arctanx[yz (0;1;2)B (0;1;1)A

    3==∫    =

    r d  F  

    ;) 'sand" 'na *ara%eria-i3n *ara la -'rva C/

    Una *ara%eria-i3n de la -'rva C es( ) 10;1,1,0)(   ≤≤+=   t t t r 

    r ' (t )=⟨0 ;0,1 ⟩  +  F (r (t ) )=⟨ t +1;0 ; (t +1)2 ⟩

    ∫    =C 

    r d  F 

    ∫0

    1

     F ( r (t ) ) .r ' (t ) dt =∫0

    1

    ⟨t +1 ;0 ; (t +1 )2 ⟩ . ⟨0 ;0 ;1 ⟩ dt 

    ¿∫0

    1

    ( t +1)2 dt =[ (t +1)3

    3   ]01

    =8

    3−

    1

    3=

    7

    3

     

    " del -a%*" ve-"rial  F   &'e *asa a rav?s de la

    s'*er@-ie S  d"nde

       F ( x ; y ; z )=⟨2 x√  x2+ y2+3 y+2 z ;− x√  x2+ y2−2 y− z ;− z ⟩   + S  es *are del

    *lan"

      2 x+3 y+ z=12  rienad" .a-ia arri;a &'e se en-'enra en el ineri"r del

    -ilindr"  x2+ y

    2=2 x /

    0"l'-i3n05 1(#, +, )64#B

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     D={(r ; θ )/−π 2 ≤ θ ≤ π 

    2;0≤ r ≤2cosθ}

    C"%" la s'*er@-ie S  es$ "rienada .a-ia arri;a, el ve-"r n"r%al es

    ∇ f = ⟨2 ;3;1 ⟩ /

     F . dS=¿64

    15=4.3

    ∬S

    .

    ¿

     ) 0ean, D la re2i3n del *ri%er -'adrane li%iada *"r las -ir-'n1eren-ias

     x2+ y2=1 ,   x2+ y2=4 , las re-as  x=0e y= x / 0i C es la 1r"nera de la

    re2i3n D "rienada en senid" ani ."rari" +  F   es el -a%*" ve-"rial

    dad" *"r  F ( x ; y )=⟨2 x √  x2+ y

    2; y√  x2+ y2 ⟩ /

    ∫ C

    :   r d  F calcular 

      0"l'-i3n

    La des-ri*-i3n de la re2i3n  D  en -""rdenadas *"lares es

     D={(r ; θ )/ π 4 ≤ θ ≤ π 

    2;1≤ r ≤2}

    ( )   dA y x

     xydA P Qr d  F 

     D D

     y x   ∫∫ ∫∫ ∫ +

    −=−=22

    C

    6−∫

    π 

    4

    π 

    2

    ∫1

    2

    senθcosθr2

    drdθ

    ¿−∫π 

    4

    π 

    2

    senθcosθ [∫1

    2

    r2

    dr ]dθ=−73  ∫π 4

    π 

    2

    senθcosθdθ=−7

    12

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    ) Una l$%ina iene la 1"r%a de la *are s'*eri"r de la es1era  x2+ y

    2+ z

    2=16  

    &'e se en-'enra en el ineri"r del -ilindr"  x2

    + y2

    =4 y / 0i la densidad en

    -ada *'n" ( x ; y ; z )  es$ dada *"r5 δ ( x ; y ; z )= z3 ( x2+ y2+16) / Cal-'le la

    %asa de la l$%ina0"l'-i3n/

    La *r"+e--i3n de la s'*er@-ie S   s";re el *lan"  XY   es el dis-"  D  de

    -enr" (0 ;1 )  + radi" 1  -'+a des-ri*-i3n en -""rdenadas *"lares es

     D= {(r ; θ )/0≤ θ ≤ π ;0≤ r ≤4 senθ }

      Para la s'*er@-ie S : f  ( x ; y ; z )= x2

    + y2

    + z2

    =16  el ve-"r 2radiene es

    ∇ f  ( x ; y ; z)=⟨2 x ;2 y ;2 z ⟩

      ‖∇ f  ( x ; y ; z )‖=8   + f  z=2 z /

     z3 ( x2+ y2+16) dS=∬

     D

    . z

    3 ( x2+ y2+16)8|2 z|

      dA=¿4∬ D

    .

     z2 ( x2+ y2+16 ) dA

    m=∬S

    .

    ¿

    ¿4∬ D

    .

    (16− x2− y2 )( x2+ y2+16) dA=4∫0

    π 

    ∫0

    4 senθ

    (162−r 4 ) rdrdθ

    ¿4∫0

    π 

    [ ∫0

    4senθ

    (162r−r5 ) dr ]dθ=97283 π ≈ 878,8

    H) 0ean,  E  el s3lid" li%iada *"r la s'*er@-ie S1: x2+ y

    2+ z

    2=2 z   +  F   el

    -a%*" ve-"rial dad" *"r5  F ( x ; y ; z )=⟨ x3+ xyz ; y 3−2 xyz ; z3+ x z2− y z2

    2 ⟩

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    ∫∫∫ E

    )(:   dV  F divcalcular 

    0"l'-i3n/

    La des-ri*-i3n de la re2i3n  E  es

     E={( ρ ; θ ;∅ )/0≤∅≤ π 2 ;0≤ θ ≤2π ;0≤ ρ ≤2cos∅}La diver2en-ia del -a%*" ve-"rial  F   es divF ( x ; y ; z )=3 ( x

    2+ y

    2+ z

    2 ) /

    L'e2",

    =++= ∫∫∫ ∫∫∫ E

    222

    E

    )(3)(   dV  z  y xdV  F div

    3∫0

    π 

    2

    ∫0

    2π 

    ∫0

    2cos∅

     ρ4

    sen∅dρdθd∅

    ¿ 96

    5 ∫

    0

    π 

    2

    ∫0

    2π 

    cos5∅ sen∅dθ d ∅=

    192π 

    5  ∫

    0

    π 

    2

    cos5∅ sen∅d∅=

    32π 

    5