Vectoren, vraagstuk 85

Bereken:
Vergelijking
Waarbij het vectorveld F gegeven is door:
Vergelijking
S is het oppervlak van het gebied G dat begrensd wordt door de parabolische cilinder:
Vergelijking
En verder wordt G begrensd door de vlakken:
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Grafiek
Het vectorveld F
Grafiek
De grafiek van z = 1 − x2
Gauss
Gauss

Omdat het gebied G maar liefst begrensd wordt door vier ‘verschillende’ oppervlakken (de parabolische cilinder, het x-y-vlak, het x-z-vlak en het vlak y + z = 2) wordt het hier wel heel aantrekkelijk om met de stelling van Gauss aan de slag te gaan. Volgens meneer Gauss geldt:

Vergelijking

Symbool kennen we als volgt:
Vergelijking
Dan wordt het inwendig product SymboolF:
Vergelijking
We blijven in Cartesische coördinaten en dan is een volumestukje dV:
Vergelijking
De grenzen van G zijn:
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Om te voorkomen dat ik zo’n rottige wortel in de integraal krijg verander ik de integratievolgorde. Ik integreer als laatste naar dx en ik begin met dy omdat we daar al een heerlijk simpele functie van hebben staan (3y), dus:
Vergelijking
Dan wordt de integraal:
Vergelijking