Uppgift 5
Beräkna dubbelintegralen
$$\iint_D\frac{y^2}{(x^2+y^2)^2}\,dx\,dy,$$
där $D=\{(x,y)\mid y\ge x,\ 1\le x^2+y^2\le9\}$.
Hela analys · 2017-12-20
Beräkna dubbelintegralen
$$\iint_D\frac{y^2}{(x^2+y^2)^2}\,dx\,dy,$$
där $D=\{(x,y)\mid y\ge x,\ 1\le x^2+y^2\le9\}$.
I polära koordinater beskrivs området av
$$
1\le r\le3,\qquad\frac\pi4\le\theta\le\frac{5\pi}{4}.
$$
Alltså
$$
\begin{aligned}
\iint_D\frac{y^2}{(x^2+y^2)^2}\,dx\,dy
&=\int_1^3\int_{\pi/4}^{5\pi/4}\frac{(r\sin\theta)^2}{r^4}\,r\,d\theta\,dr\\
&=\int_1^3\frac{dr}{r}\int_{\pi/4}^{5\pi/4}\sin^2\theta\,d\theta\\
&=\ln3\left[\frac\theta2-\frac{\sin(2\theta)}4\right]_{\pi/4}^{5\pi/4}\\
&=\frac{\pi\ln3}{2}.
\end{aligned}
$$