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Aufgabe: Bestimmen vom Volumen

blob.png

Text erkannt:

\( B:=\left\{(x, y, z) \in \mathbb{R}^{3}: z \in[0,1]\right. \),



Problem/Ansatz:

Howdy, ick habe hier ein Problem. Bei den markierten Werten muss man ja zuerst skizzieren um die Rechnung dann mit dem "Der Satz von Gauß" durchzuführen. Das Problem hierbei ist, dass wenn ich versuche die Bereiche einzutragen (beim zweiten Kringel -z < x< 2y +3z) das es nicht aufgeht? Auch bei Geogebra funktioniert der Graph nicht ... Ich bitte um Hilfe und um die einzelnen Schritte wie man auf das Ergebnis etc. kommt

Danke für jeden Ansatz und einen schönen Tag euch allen! :)

Avatar von

Wieso musst du denn die Menge malen? Für die Berechnung brauchst du das nicht, für die Parametrisierung auch nicht. Oder ist die Zeichnung explizit gefordert?

nein sie ist nicht wichtig, wollte es mir nur bildlich darstellen lassen um es besser zu verstehen. Könntest du schritt für schritt jeden Punkt aufzählen und was im jeweiligen Punkt machen muss? Das wäre echt super und würde mir echt weiterhelfen.


Mfg

2 Antworten

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Beste Antwort

Aloha :)

Mittels des Satzes von Gauß wird normalerweise ein aufwändig zu berechnendes Integral über eine geschlossene Oberfläche auf ein einfach zu berechnendes Integral über das Volumen innerhalb dieser Oberfläche zurückgeführt. Hier haben wir es mit der Berechnung eines Volumens zu tun, daher macht der Satz von Gauß wenig Sinn.

Bei der Aufgabe geht es eher darum, dass du lernst, auf die Integrationsreihenfolge zu achten. Das Volumen der Menge \(B\) können wir wie folgt formulieren:$$V=\iiint\limits_BdV=\int\limits_{z=0}^1\int\limits_{y=0}^{2+z}\int\limits_{x=-z}^{2y+3z}dx\,dy\,dz$$

Die Integrationsgrenzen für \(dx\) enthalten noch die anderen Integrationsvariablen \(y\) und \(z\). Daher müssen wir als erstes über \(dx\) integrieren und dabei die Werte für \(y\) und \(z\) festhalten:$$V=\int\limits_{z=0}^1\int\limits_{y=0}^{2+z}\left[x\right]_{x=-z}^{2y+3z}dy\,dz=\int\limits_{z=0}^1\int\limits_{y=0}^{2+z}\left[(2y+3z)-(-z)\right]dy\,dz=\int\limits_{z=0}^1\int\limits_{y=0}^{2+z}\left(2y+4z\right)\,dy\,dz$$

Die Integrationsgrenzen für \(dy\) enthalten noch die andere Integrationsvariable \(z\). Daher müssen wir als nächstes über \(dy\) integrieren und dabei den Wert für \(z\) festhalten:$$V=\int\limits_{z=0}^1\left[y^2+4zy\right]_{y=0}^{2+z}dz=\int\limits_{z=0}^1\left((2+z)^2+4z(2+z)\right)\,dz=\int\limits_{z=0}^1(4+12z+5z^2)\,dz$$

Jetzt ist nur noch das Integral über \(dz\) zu bestimmen:$$V=\left[4z+6z^2+\frac53z^3\right]_{z=0}^1=4+6+\frac53=\frac{35}{3}$$

Avatar von 152 k 🚀

Vielen lieben dank dir. Du hilfst mir echt weiter^^

Deine Erklärung, dass der "Satz von Gauß" hier weniger sinnvoll ist, ist nachvollziehbar


Mfg

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Ungleichungen im R³ haben in Geogebra keine graphische Darstellung

Zur Anschauung Pointilismus mit

Sequence(Sequence(Sequence((tx, ty, tz), tx, -1 tz, 2ty + 3tz, 0.25), ty, 0, 2 + tz, 0.25), tz, 0, 1, 0.25)

Ein Bild spar ich mir - muß man live sehen...

Bist Du sicher das der Satz von Gauß angewendet werden soll?

Avatar von 21 k

Naja, einige Studis hatten es mir empfohlen, wodurch ich eben so unsicher wurde :/

Machts dir etwas aus mir die Schritte zu erklären, wie man aufs Ergebnis kommt?

Ich hätte doch das Bild mit schicken sollen

- denn was man pointilieren kann man auch integrieren ;-)

blob.png

aber Du wollest ja unbedingt gauß...

Auch ein großes Dankeschön an dich. Besser es auf beiden Seiten zu sehen^^

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