Të llogaritet integrali trefish I = ∭_B x²y sin(x³ − πz) dx dy dz ,ku B = [0, ∛(π/2)] × [−1, 3] × [0, 1]
Zgjidhja
Meqë funksioni nën integral është i vazhdueshëm në zonën B, integrali trefish shprehet si integral i përsëritur:
I = ∫₀^∛(π/2) dx ∫₋₁³ dy ∫₀¹ x²y sin(x³ − πz) dz
Nxjerrim faktorët që nuk varen nga z:
I = ∫₀^∛(π/2) x² dx ∫₋₁³ y dy ∫₀¹ sin(x³ − πz) dz
Llogarisim integralin e brendshëm:
∫₀¹ sin(x³ − πz) dz
Përdorim zëvendësimin:
u = x³ − πz
du = −π dz
dz = −du/π
Prandaj ∫ sin(x³ − πz) dz = cos(x³ − πz)/π
Zëvendësojmë kufijtë:
∫₀¹ sin(x³ − πz) dz = [cos(x³ − πz)/π]₀¹
= [cos(x³ − π) − cos(x³)]/π
Kështu:
I = 1/π ∫₀^∛(π/2) x²[cos(x³ − π) − cos(x³)] dx ∫₋₁³ y dy
Llogarisim integralin sipas y:
∫₋₁³ y dy = [y²/2]₋₁³
= 9/2 − 1/2 = 4
Prandaj:
I = 4/π ∫₀^∛(π/2) x²[cos(x³ − π) − cos(x³)] dx
Ndajmë integralin:
I = 4/π [∫₀^∛(π/2) x² cos(x³ − π) dx − ∫₀^∛(π/2) x² cos(x³) dx]
Për integralin e parë përdorim:
u = x³ − π
du = 3x² dx
x² dx = du/3
Atëherë:
∫ x² cos(x³ − π) dx = 1/3 sin(x³ − π)
Për integralin e dytë përdorim:
v = x³
dv = 3x² dx
x² dx = dv/3
Atëherë:
∫ x² cos(x³) dx = 1/3 sin(x³)
Zëvendësojmë:
I = 4/(3π) [sin(x³ − π) − sin(x³)]₀^∛(π/2)
Meqë (∛(π/2))³ = π/2
marrim:
I = 4/(3π) [sin(−π/2) − sin(π/2) − sin(−π) + sin(0)]
Duke përdorur:
sin(−π/2) = −1
sin(π/2) = 1
sin(−π) = 0
sin(0) = 0
përfitojmë:
I = 4/(3π)(−1 − 1)
Përgjigjja përfundimtare:
I = −8/(3π)