Riješeni zadatci iz matematike - Geodetski fakultet Zagreb



Krivuljni integral prve vrste
na Geodetskom fakultetu


Na pismenom ispitu iz Vektorske analize 20. 6. 2011. je bio sljedeći zadatak:

Izračunajte

\displaystyle \int_k \frac{z^2}{x^2+y^2}\, ds

gdje je k prvi zavoj cilindrične zavojnice

x=a\cos t,\quad y=a\sin t,\quad z=at

Rješenje.

Izračunajmo prvo koliki je ds. Kako je

\dot{x}=-a\sin t,\quad \dot{y}=a\cos t,\quad \dot{z}=a,

to je

\begin{array}{rcl}  ds &=& \displaystyle \sqrt{\dot{x}^2+\dot{y}^2+\dot{z}^2}\, dt=\sqrt{(-a\sin t)^2+(a\cos t)^2+a^2}\, dt\\[15pt]  &=& \displaystyle \sqrt{a^2\sin^2 t + a^2\cos^2 t + a^2}\, dt = a\sqrt{2}\, dt  \end{array}


pa je, jer su granice 0,\ 2\pi

\begin{array}{rcl}  \displaystyle \int_k \frac{z^2}{x^2+y^2}\, ds  &=& \displaystyle \int_0^{2\pi}\frac{(at)^2}{(a\cos t)^2 + (a\sin t)^2}\, a\sqrt{2}\, dt\\[20pt]  &=& \displaystyle a\sqrt{2}\int_0^{2\pi} t^2\, dt = \frac{8\sqrt{2} \pi^3 a}{3}  \end{array}