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Guten Abend,
bei der folgenden Aufgabe komme ich nicht zu einer Lösung bzw. kann sie nicht berechnen. Könnte mir bitte jemand helfen und eine Lösungsmöglichkeit mitteilen?


Berechnen Sie das Volumen über der in der Skizze dargestellten Bodenfläche \( \Omega \) unter der Bildfläche der durch \( z=f(x ; y)=\sqrt{x^{2}+y^{2}} \) gegebenen Funktion.

8-1.jpg



Vielen Dank!
Ganz liebe Grüße
Vera

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Aloha :)

Zur Bestimmung des Volumens, dass die Fukntion \(z=f(x;y)=\sqrt{x^2+y^2}\) über der Bodenfläche \(\Omega\) einschließt, können wir folgendes Integral bestimmen:$$V=\int\limits_{\Omega}f(x;y)\,dx\,dy=\int\limits_{\Omega}\sqrt{x^2+y^2}\,dx\,dy$$

Zum Abtasten aller Punkte der Menge \(\Omega\) bieten sich Polarkoordinaten an:$$\vec r=\binom{x}{y}=\binom{r\cos\varphi}{r\sin\varphi}\quad;\quad r\in[0;2]\quad;\quad\varphi\in\left[\frac\pi2;\pi\right]$$Das Intervall für den Radius \(r\in[0;2]\) haben wir der Abbildung entnommen. Bei der Wahl des Intervalls für den Polarwinkel \(\varphi\in\left[\frac\pi2;\pi\right]\) haben wir berücksichtigt, dass sich der Viertelkreis \(\Omega\) im zweiten Quadranten des Koordinatensystems befindet.

Beim Übergang von kartesischen zu Polarkoordinaten ändern sich das Flächenelement:$$dx\,dy=r\,dr\,d\varphi$$und der Integrand$$\sqrt{x^2+y^2}=\sqrt{r^2\cos^2\varphi+r^2\sin^2\varphi}=\sqrt{r^2}\stackrel{(r\ge0)}{=}r$$sodass wir das obige Integral für das Volumen wie folgt schreiben können:$$V=\int\limits_{r=0}^2\;\,\int\limits_{\varphi=\pi/2}^\pi r\cdot r\,dr\,d\varphi=\int\limits_{r=0}^2r^2\,dr\int\limits_{\varphi=\pi/2}^{\pi}d\varphi=\left[\frac{r^3}{3}\right]_{r=0}^2\cdot\left[\varphi\right]_{\varphi=\pi/2}^\pi=\frac83\cdot\frac\pi2=\frac43\pi$$

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Hallo

integriere f(x,y)  das in Polarkoordinaten, dA=rdrdφ

r von 0 bis 2, phi vom pi/2 bis pi

Gruß lul

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