teorema de stokes problemas
TEOREMA DE STOKES
ENUNCIADO DEL TEOREMA DE STOKES
Sea S una superficie orientada y suave a trozos, acotada por una curva C suave a trozos, cerrada y simple, cuya orientación espositiva. Sea F un campo vectorial cuyas componentes tienen derivadas parciales continuas sobre una región abierta en R3 que contiene a S. Entonces:
PROBLEMAS RESUELTOS
1) Verificación delTeorema de Stokes. Verificar el teorema de Stokes para el campo vectorial F(x;y;z) = 3yi + 4zj - 6xk y la parte de la superficie paraboloidal z = 9 - x2 - y2 ubicada sobre el plano xy y orientadahacia arriba.
Solución
Cálculo como integral de línea: La curva C es en este caso una circunferencia de radio 3 centrada en el origen sobre el plano xy. Podemos parametrizarla como:
Con estaparametrización tenemos:
F() = 9sen i + 0j 18cos k
r´() = 3sen i + 3cos j + 0k
r´() = 27sen2
Cálculo como integral de superficie: Primero evaluamos el rotacional.Ahora parametrizamos la superficie del paraboloide. Para eso observamos que su proyección sobre el plano xy es un círculo de radio 3 con centro en el origen. Parece lógico usar una parametrizaciónbasada en coordenadas cilíndricas:
El producto vectorial fundamental será:
Vemos que la componente z de este vector es positiva. Por lo tanto la parametrización describe a una superficiecon orientación positiva.
Usando entonces esta parametrización, tenemos:
Llegamos al mismo valor que cuando lo hicimos como integral de línea, verificando de esa manera el teorema de Stokes.2) Transformación de una integral de superficie en otra más sencilla usando el Teorema de Stokes. Utilice el teorema de Stokes para evaluar la integral del rotacional del campo vectorial F(x; y; z)= xyzi + xyj + x2yzk sobre el dominio S consistente en la unión de la parte superior y de las cuatro caras laterales (pero no el fondo) del cubo con vértices (1; 1; 1), orientado hacia afuera....
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