Esercizio 10.1
Si calcoli l'area della superficie
,
.
Chiamando
il dominio parametrico della superficie, l'area di
è definita come:





![{\displaystyle A=\int _{0}^{\pi }[\int _{0}^{1}1\,dv]\,du}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/23a870f1c1b6961a4b080e0ad78390604298b956)

Esercizio 10.2
Calcolare l'integrale di
sulla superficie

Parametrizzo la superficie come:

Il dominio di

è dato da:

Deve quindi essere


questa è una superficie di rotazione, nella quale

.


![{\displaystyle \Sigma _{u}\times \Sigma _{v}=[u*(u^{2}+v^{2})^{-3/2},(u^{2}+v^{2})^{-3/2}v,1]}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/15015c270dce6127dfe3064ed245ac7d20f48139)




Applicando la definizione, l'integrale di

sulla superficie è:


Per calcolare l'integrale doppio passo a coordinate polari:








Integro per sostituzione ponendo

,

,



![{\displaystyle 1/2\pi [2/3t^{3/2}]_{17/16}^{2}=}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/580799f09edb13456319b0181f1eeb921136689f)
![{\displaystyle =\pi /3[{\sqrt {8}}-{\sqrt {(17/16)^{3}}}]}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/e3a52213d9949edc4db690494ac36a4cbb3aad12)
Esercizio 10.3
Calcolare l'integrale:

con

il cui dominio è:

Calcolo:




Calcolo l'integrale:



In


, quindi

.

Il dominio, definito da:

è una regione

-semplice, infatti

, invece

, quindi integro prima in

.
![{\displaystyle \int _{1/2}^{1}[\int _{u}^{1}{\frac {1}{u^{2}}}\,dv]\,du}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/0e5ba196271c1ae4a7c9b0ee0a4e74d4648d799c)


![{\displaystyle [-1/u-\log u]_{1/2}^{1}=-1+2-\log 1+\log 1/2=1+\log 1/2}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/46461d148eb17fc5117237ebef7292acd2d7382f)
Esercizio 10.4
Calcolare l'area della superficie

il cui dominio parametrico è dato da

Il dominio parametrico è un'ellisse centrata nell'origine. Inoltre

è una superficie cartesiana, quindi uso la formula per determinarne l'elemento d'area

:



L'area si calcola quindi come:

Introduco le coordinate ellittico-polari, e riscrivo il dominio come:

Pongo:

Con il cambio di variabili l'equazione che definisce il dominio diventa:

quindi

Calcolo il determinante jacobiano della trasformazione:


![{\displaystyle \int _{0}^{2\pi }[\int _{0}^{1}4\rho {\sqrt {1+8\rho ^{2}\cos ^{2}\theta +8\rho ^{2}\sin ^{2}\theta }}\,d\rho ]\,d\theta }](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/d8c39da62d06ef8666b464e0289f2d1dcdb7d182)
![{\displaystyle \int _{0}^{2\pi }[\int _{0}^{1}4\rho {\sqrt {1+8\rho ^{2}}}\,d\rho ]\,d\theta }](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/0b4b1b7da8493265bd08cf682b3e01869004fc9c)
Risolvo l'integrale per sostituzione:




![{\displaystyle \pi /22/3[t^{3/2}]_{1}^{9}=}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/627cdae40c63cad791fdd8fa3a0660316c285dc0)
![{\displaystyle \pi /3[9^{3/2}-1]=\pi /3*(27-1)=26\pi /3}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/88678522a52c94b6a4e3a6d70650e1d148aa7876)
Esercizio 10.5
Calcolare l'integrale:

dove

La disuguaglianza
definisce l'interno di un cerchio. Con il metodo del completamento dei quadrati ottengo:


cioè il dominio parametrico

della superficie è dato da un cerchio di raggio

e centro in

, a cui tolgo lo spicchio in cui

e

.
La superficie ha equazioni parametriche:

ed è una superficie cartesiana, con

, allora vale la formula:

Allora integrando, e scrivendo

ottengo:


Spezzo

in due parti e lo scrivo come:



è un dominio simmetrico rispetto alla variabile

ed è la metà superiore del cerchio, allora l'integrale di una funzione dispari su un dominio simmetrico è nulla, e rimane da calcolare:

Scrivo le disuguaglianze che definiscono

:



Inoltre si ha

:

![{\displaystyle \int _{0}^{1/2}\,[u^{2}/2]_{0}^{\sqrt {v-v^{2}}}dv=}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/249de8d6fc5958261f529bb69f2b774d5e5e92ee)

![{\displaystyle 1/2[v^{2}/2-v^{3}/3]_{0}^{1/2}=}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/f57e6e631a85956547a145bb33737fd58cc3895b)
![{\displaystyle 1/2[1/8-{\frac {1}{24}}]=1/24}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/e6668a663bc5c0049fd1007ea2eebf2a2f27fec8)
Esercizio 10.6
Si calcoli

dove

è la semisfera superiore di centro l'origine e raggio

.
La semisfera si parametrizza con le coordinate:


Quindi



![{\displaystyle S_{\theta }\times S_{\phi }=[-R^{2}\sin ^{2}\phi \cos \theta ,\,-R^{2}\sin \theta \sin ^{2}\phi ,\,-R^{2}\sin \phi \cos \phi \sin ^{2}\theta -R^{2}\sin \phi \cos \phi \cos ^{2}\theta ]}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/22e7b9d87f89bd8f3daa4c04ce483f1a917e33e5)
![{\displaystyle S_{\theta }\times S_{\phi }=[-R^{2}\sin ^{2}\phi \cos \theta ,\,-R^{2}\sin ^{2}\phi \sin \theta ,\,-R^{2}\sin \phi \cos \phi ]}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/a0f287a58e0f801e4a38d479fa0fbd1cfbe0309c)




![{\displaystyle K=[0,2\pi ]\times [0,\pi /2]}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/fb9f1e29b41a7e485353f161dff3aa7213efa207)
![{\displaystyle \int _{0}^{2\pi }[\int _{0}^{\pi /2}R^{2}\sin \phi (R\cos \phi +R^{2}\sin ^{2}\phi \sin ^{2}\theta )\,d\phi ]\,d\theta }](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/74435db820de447fc49994c524129e316201d48b)
![{\displaystyle \int _{0}^{2\pi }[\int _{0}^{\pi /2}R^{2}(R\cos \phi \sin \phi +R^{2}\sin ^{3}\phi \sin ^{2}\theta )\,d\phi ]\,d\theta }](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/4575e92460f6c055cb84f98ada06efc4dd9701ed)
![{\displaystyle [\int _{0}^{2\pi }R^{3}\,d\theta ][\int _{0}^{\pi /2}1/2\sin 2\phi \,d\phi ]+[R^{4}\int _{0}^{2\pi }\sin ^{2}\theta \,d\theta ]*[\int _{0}^{\pi /2}\,\sin ^{3}\phi d\phi ]=}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/11f3bbea8e82f4a2eaaec987f4e4ce0486101e26)
Calcolo i quattro integrali:


![{\displaystyle [-1/4\cos(2\phi )]_{0}^{\pi /2}=-1/2}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/3f59c96fd9151fcc6a9c1f77035fb0b86adcda19)

![{\displaystyle R^{4}[\theta /2+1/4\sin(2\theta )]_{0}^{2\pi }=2R^{4}\pi }](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/e72c03b0053237e2fbdadbb898110aee822ee973)
- Integro per parti
:



ed eguagliando al primo membro:
Quindi si ha![{\displaystyle \int _{0}^{\pi /2}\sin ^{3}\phi \,d\phi =[-\sin ^{2}\phi \cos \phi -2\cos \phi ]_{0}^{\pi /2}=2}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/59100f92620f9051058428fbcb25f861b40e78d2)
Quindi complessivamente si ottiene:
Esercizio 10.7
Si calcoli l'area della superficie regolare di sostegno

Parametrizzo la superficie come:

Determino il dominio su cui

è definita:


quindi

Inoltre:


Quindi in conclusione:

e quindi

Come già calcolato precedentemente:

Quindi l'area di questa superficie è:
![{\displaystyle \int _{0}^{2\pi }\,d\theta [\int _{-\pi /2}^{\pi /6}\sin \phi \,d\phi ]=}](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/45ba75e1b02834adf8ad6de57b991ac31af450c2)
![{\displaystyle =2\pi *[-\cos \phi ]_{-\pi /2}^{\pi /6}=-2\pi *{\sqrt {3}}/2={\sqrt {3}}\pi }](//restbase.wikitolearn.org/it.wikitolearn.org/v1/media/math/render/svg/3d79c064fdd063c6feb47acabac5c472a09f3ff3)