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Aufgabe zu Polarkoordinaten bei mehrdimensionaler Integration:

Bestimmen Sie den Wert des Integrals für den angegebenen Integrationsbereich.

$$ \int \limits_{G}\left(x^{2}+y^{2}\right) d(x, y) \quad G=\left\{(x, y) \in \mathbb{R}^{2}:|x| \geq 1 \text { oder }|y| \geq \frac{1}{2}, x^{2}+y^{2} \leq 4\right\} $$
Skizzieren Sie dazu zuerst den Integrationsbereich \( G . \) Verwenden Sie auch Polarkoordinaten.

Den Integrationsbereich zu skizzieren schaffe ich noch.

MSP923312g093h06iabg72300002a1g7737905hedhe.png

Meine Vorgehensweise wäre es, die Menge G aufzuteilen in G1 (Kreis in Polarkoordinaten):  r ∈ [0,2] und φ∈[0,2π],
G2: |x| ≥ 1 und G3: |y| ≥ 0,5 und dann

\( \int\limits_{G1}^{\ } \) f - \( \int \limits_{G2}^{~} \) f - \( \int\limits_{G3}^{~} \) f also praktisch \( \int\limits_{0}^{\ 2π} \)\( \int\limits_{0}^{\ 2} \) f*r dr dφ - \( \int\limits_{-1}^{ 1} \) fdx - \( \int\limits_{-0,5}^{ 0,5} \) fdy zu berechnen.

Ich bin mir aber nun nicht ganz sicher, ob 1. das bei dieser Menge G überhaupt richtig ist und 2. ob ich nicht noch eventuell G1∩G2 auf irgendeine Weise addieren muss, weil ich ja das Rechteck [-1,1]∩[-0,5;0,5] effektiv zweimal abziehe.

Allgemein wirkt mein Vorgehen auf mich im Moment ziemlich falsch.

Würde mich sehr freuen, wenn mir jemand seine Vorgehensweise erläutern könnte.

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Du hast

$$ \left\{(x, y) \in \mathbb{R}^{2}:|x| \geq 1 \color{red}{\textbf { und  }}|y| \geq \frac{1}{2}, x^{2}+y^{2} \leq 4\right\} $$

skizziert.

Wenn dein gezeichnetes Gebiet stimmt ( dann müsste aber UND in der Definition von G stehen!) vereinfacht sich das Problem aufgrund der Symmetrie.

Ich fühl mich ehrlich dumm. Danke für den Hinweis! Richtig gezeichnet wäre es dann ein Kreis, mit einem rechteckigen Loch, oder?

Was stehte denn nun in der Definition von G? UND oder ODER ?

In der Aufgabe steht oder. Ich kam scheinbar ein wenig durcheinander

Richtig gezeichnet wäre es dann ein Kreis, mit einem rechteckigen Loch, oder?

Das stimmt. Dein Ansatz wäre dann auch richtig, du rechnest Integral (Kreis)-Integral(Rechteck) aus.

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