Hoja de actividades de la lección: El teorema de la divergencia Matemáticas

En esta hoja de actividades, vamos a practicar cómo usar el teorema de la divergencia para hallar el flujo de un campo vectorial a través de una superficie transformando la integral de superficie en una integral triple.

P1:

Halla el flujo del campo vectorial Fijk(𝑥,𝑦,𝑧)=𝑧+𝑦+𝑥 a través de la esfera 𝑥+𝑦+𝑧=1.

  • A4𝜋
  • B8𝜋3
  • C4𝜋3
  • D0
  • E4𝜋3

P2:

Usa el teorema de Gauss para hallar el flujo saliente de Fijk=𝑥2𝑥𝑦+3𝑥𝑧 a través del límite de la región 𝐷, la región cortada desde el primer octante por la esfera 𝑥+𝑦+𝑧=4.

  • A6𝜋
  • B6𝜋
  • C3𝜋
  • D0
  • E3𝜋

P3:

Asumiendo que 𝑆 y 𝐸 satisfacen las condiciones del teorema de la divergencia (o teorema de Gauss) y que el campo vectorial F tiene una derivada parcial continua de segundo orden, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

  • A𝑆=0curldF
  • B𝑆=𝑆curldcurldFF
  • C𝑆=𝑆curldcurldFF
  • D𝑆=𝑆curlddFF
  • E𝑆=curldFF

P4:

Usa el teorema de Gauss para hallar el flujo de salida de Fijk=(𝑦𝑥)+(𝑧𝑦)+(𝑦𝑥) a través del límite de la región 𝐷: el cubo delimitado por los planos 𝑥=±1, 𝑦=±1 y 𝑧=±1.

P5:

Halla el flujo neto del campo Fijk=𝑥+𝑦+𝑧𝜌, donde 𝜌=𝑥+𝑦+𝑧, a través de la superficie de la región D: 0<𝑏<𝑥+𝑦+𝑧𝑎.

P6:

Calcula 𝑆Fd, donde Fijk(𝑥,𝑦,𝑧)=(𝑥𝑦+𝑧)+𝑦+𝑥𝑦tg, y 𝑆 es la superficie de la región 𝐸 delimitada por el cilindro parabólico de ecuación 𝑧=1𝑥 y los planos 𝑧=0, 𝑦=0 y 𝑦+𝑧=2.

  • A18435
  • B36835
  • C0
  • D36835
  • E18435

P7:

Supongamos que una carga eléctrica 𝑄 se encuentra en el origen, y que el campo eléctrico de 𝑄 es Err(𝑟)=𝜖𝑄||, donde r=(𝑥,𝑦,𝑧) es un vector posición. ¿Cuál es la divergencia de E?

Usando el teorema de la divergencia, ¿cuál es el flujo eléctrico de 𝐸 a través de cualquier superficie cerrada 𝑆 que delimita 𝑄?

  • A𝜋𝜖𝑄
  • B0
  • C4𝜋𝜖𝑄
  • D2𝜋𝜖𝑄
  • E4𝜋𝜖𝑄

P8:

Se dice que una función 𝑓(𝑥,𝑦,𝑧) es armónica en una región 𝐷 en el espacio si satisface la ecuación de Laplace 𝑓=𝑓=𝜕𝑓𝜕𝑥+𝜕𝑓𝜕𝑦+𝜕𝑓𝜕𝑧=0div.

Supongamos que 𝑓 es armónica en toda la región 𝐷, delimitada por una superficie lisa 𝑆, y que 𝑛 es el vector normal elegido de 𝑆.

¿Cuál es el valor de la integración en 𝑆 de 𝑓n?

  • A0
  • B𝑓
  • C𝜋
  • D𝑓
  • E2𝜋

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