Uppgift 4
Beräkna $\iint_D\frac{x}{1+(x^2+y^2)^{3/2}}\,dx\,dy$, där $D=\{(x,y):1\le x^2+y^2\le4,\ x\ge0\}$.
Analys II · 2024-08-27
Beräkna $\iint_D\frac{x}{1+(x^2+y^2)^{3/2}}\,dx\,dy$, där $D=\{(x,y):1\le x^2+y^2\le4,\ x\ge0\}$.
Området $D$ beskrivs i polära koordinater av $x=r\cos\theta$, $y=r\sin\theta$, där $1\le r\le2$ och $-\frac\pi2\le\theta\le\frac\pi2$. Alltså
$$\begin{aligned}
\iint_D\frac{x}{1+(x^2+y^2)^{3/2}}\,dx\,dy
&=\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\int_1^2
\frac{r\cos\theta}{1+r^3}\,r\,dr\,d\theta\\\\
&=\left(\sin\frac\pi2-\sin\left(-\frac\pi2\right)\right)
\int_1^2\frac{r^2}{1+r^3}\,dr\\\\
&=\frac23\left[\ln(1+r^3)\right]_1^2
=\frac23(\ln9-\ln2).
\end{aligned}$$