Wie finden Sie das Volumen der Pyramide, begrenzt durch die Ebene 2x + 3y + z = 6 und die Koordinatenebene?

Wie finden Sie das Volumen der Pyramide, begrenzt durch die Ebene 2x + 3y + z = 6 und die Koordinatenebene?
Anonim

Antworten:

#= 6 # kubische Einheiten

Erläuterung:

der normale Vektor ist #((2),(3),(1))# die in Richtung von Oktant 1 zeigt, das betreffende Volumen liegt also unter der Ebene und in Oktant 1

Wir können das Flugzeug neu schreiben als #z (x, y) = 6 - 2x - 3y #

zum #z = 0 # wir haben

  • # z = 0, x = 0 impliziert y = 2 #
  • # z = 0, y = 0 impliziert x = 3 #

und

- - # x = 0, y = 0 impliziert z = 6 #

Es ist das:

Das Volumen, das wir brauchen, ist

#int_A z (x, y) dA #

# = int_ (x = 0) ^ (3) int_ (y = 0) ^ (2 - 2/3 x) 6 - 2x - 3y dy dx #

# = int_ (x = 0) ^ (3) 6y - 2xy - 3 / 2y ^ 2 _ (y = 0) ^ (2 - 2/3 x) dx #

# = int_ (x = 0) ^ (3) 6 (2-2 / 3 x) - 2x (2-2 / 3 x) - 3/2 (2-2 / 3 x) ^ 2 _ (y = 0) ^ (2 - 2/3 x) dx #

# = int_ (x = 0) ^ (3) 12-4 x - 4x + 4/3 x ^ 2 - 6 - 2/3 x ^ 2 + 4x dx #

# = int_ (x = 0) ^ (3) 6-4 x + 2/3 x ^ 2 dx #

# = 6x - 2 x ^ 2 + 2/9 x ^ 3 _ (x = 0) ^ (3) #

#= 18- 18 + 54/9 #

#= 6 #

Antworten:

6

Erläuterung:

Wir werden ein dreifaches Integral durchführen.

Das kartesische Koordinatensystem ist am besten anwendbar. Die Reihenfolge der Integration ist nicht kritisch. Wir gehen zuerst z, y Mitte, x zuletzt.

#underline ("Grenzen bestimmen") #

Im Flugzeug #z = 6 - 2x - 3y # und auf der Koordinatenebene #z = 0 # daher

# z: 0 rarr 6 - 2x - 3y #

Eine lange # z = 0 #, # y # geht von 0 bis # 3y = 6 - 2x # daher

#y: 0 rarr 2 - 2 / 3x #

Eine lange # y = 0, z = 0 # daher

#x: 0 rarr 3 #

Wir finden das Volumen so #f (x, y, z) = 1 #. Integral wird

# int_0 ^ 3int_0 ^ (2-2 / 3x) int_0 ^ (6-2x-3y) dzdydx #

# = int_0 ^ 3int_0 ^ (2-2 / 3x) z _0 ^ (6-2x-3y) dydx #

# = int_0 ^ 3int_0 ^ (2-2 / 3x) (6-2x-3y) dydx #

# = int_0 ^ 3 6y-2xy - 3 / 2y ^ 2 _0 ^ (2-2 / 3x) dx #

# = int_0 ^ 3 (6 (2-2 / 3x) - 2x (2-2 / 3x) - 3/2 (2-2 / 3x) ^ 2) dx #

# = int_0 ^ 3 (12 - 4x - 4x + 4 / 3x ^ 2 - 3/2 (4 - 8 / 3x + 4 / 9x ^ 2)) dx #

# = int_0 ^ 3 (12 - 8x + 4 / 3x ^ 3 - 6 + 4x - 2 / 3x ^ 2) dx #

# = int_0 ^ 3 (6 - 4x + 2 / 3x ^ 2) dx #

# = 6x - 2x ^ 2 + 2 / 9x ^ 3 _0 ^ 3 #

#=6(3) - 2(3)^2 +2/9(3)^3 #

#=6#