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Schema Integrali Doppi, Schemi e mappe concettuali di Analisi Matematica II

Schema risolutivo per il calcolo di integrali doppi: -Calcolo dello Jacobiano -Cambio di coordinate -Scomposizione dell'integrale in integrali più semplici

Tipologia: Schemi e mappe concettuali

2013/2014

In vendita dal 27/06/2014

nikapo
nikapo 🇮🇹

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Integrali doppi
1- Calcolo dello Jacobiano
Data una funzione, costruisco una matrice che ha per righe i gradienti
delle componenti della funzione. Essa è detta matrice Jacobiana.
Lo Jacobiano è il determinante della matrice Jacobiana e serve per il
cambiamento di coordinate nel calcolo degli integrali multipli.
Esempio 1.1
Voglio calcolare lo Jacobiano della funzione parametrizzata in
coordinate polari:
{x = ρcosθ
y = ρsinθ
1-Trovo i gradienti delle componenti:
grad x(ρ,θ)= (cosθ,-ρsinθ)
grad y(ρ,θ)= (sinθ,ρcosθ)
2-Compongo la matrice Jacobiana:
(cos(𝜃) ( 𝜌)sin(𝜃)
sin(𝜃)𝜌cos(𝜃))
3-Ne calcolo il determinante:
|J|=ρcos²(θ)+ρsin²(θ)=ρ
Lo Jacobiano delle coordinate polari è: ρ
Lo Jacobiano delle coordinate sferiche è: ρ²sinθ
Lo Jacobiano delle coordinate cilindriche è uguale a quello delle
coordinate polari: ρ
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Scarica Schema Integrali Doppi e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Analisi Matematica II solo su Docsity!

Integrali doppi

1- Calcolo dello Jacobiano

Data una funzione, costruisco una matrice che ha per righe i gradienti delle componenti della funzione. Essa è detta matrice Jacobiana.

Lo Jacobiano è il determinante della matrice Jacobiana e serve per il cambiamento di coordinate nel calcolo degli integrali multipli.

Esempio 1.

Voglio calcolare lo Jacobiano della funzione parametrizzata in coordinate polari:

{

x = ρcosθ y = ρsinθ

1 -Trovo i gradienti delle componenti:

grad x (ρ,θ)= (cosθ,-ρsinθ) grad y (ρ,θ)= (sinθ,ρcosθ)

2- Compongo la matrice Jacobiana:

cos(𝜃)^ (−𝜌)sin(𝜃)

sin(𝜃)^ 𝜌cos(𝜃)^

3 -Ne calcolo il determinante:

|J|=ρcos²(θ)+ρsin²(θ)=ρ

Lo Jacobiano delle coordinate polari è: ρ

Lo Jacobiano delle coordinate sferiche è: ρ²sinθ

Lo Jacobiano delle coordinate cilindriche è uguale a quello delle coordinate polari: ρ

2-Integrali doppi (cambio di coordinate)

Dato:

𝐷

per effettuare il cambio di coordinate, bisogna:

1- Trovare delle coordinate (es. (u,v)) tali che siano legate alle precedenti in questo modo:

{

2- Calcolarne lo Jacobiano |J|

3 - Trasformare l’integrale:

𝐷

= ∬ 𝑓[𝑔(𝑢, 𝑣), ℎ(𝑢, 𝑣)] ⋅ |J| 𝑑𝑢𝑑𝑣

𝐷′

con il nuovo dominio (D’) trovato per sostituzione delle vecchie coordinate con le nuove.

Questo metodo si utilizza per poter trasformare un dominio qualsiasi in un dominio normale.

L’integrale si riduce in:

𝐷

𝑔(𝑦)

ℎ(𝑦)

𝑏

𝑎

Caso 3

Quando un dominio è decomponibile in più domini normali (rispetto ad x o rispetto ad y):

grazie all’additività degli integrali si può integrare su ogni dominio e poi sommare i risultati:

𝐷(𝑡𝑜𝑡)

𝐷1 𝐷