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9-18 Calculez l'intégrale triple. 9. \( \iiint_{E} y d V \), où \( E=\{(x, y, z) \mid 0 \leq x \leq 3,0 \leq y \leq x, x-y \leq z \leq x+y\} \).

Ask by Bryant Flynn. in Canada
Mar 20,2025

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Answer

L'intégrale triple vaut \( \frac{27}{2} \).

Solution

Soit l'intégrale \[ \iiint_{E} y\, dV, \] avec \[ E=\{(x,y,z) \mid 0 \leq x \leq 3,\; 0 \leq y \leq x,\; x-y \leq z \leq x+y\}. \] Nous pouvons écrire l'intégrale triple sous la forme \[ \int_{x=0}^{3}\int_{y=0}^{x}\int_{z=x-y}^{x+y} y\,dz\,dy\,dx. \] **Étape 1 : Intégration par rapport à \(z\)** Comme \(y\) est indépendant de \(z\), on a \[ \int_{z=x-y}^{x+y} y\,dz = y\Big[(x+y)-(x-y)\Big] = y\Big[2y\Big] = 2y^2. \] L'intégrale devient alors \[ \int_{x=0}^{3}\int_{y=0}^{x} 2y^2\,dy\,dx. \] **Étape 2 : Intégration par rapport à \(y\)** Calculons \[ \int_{y=0}^{x} 2y^2\,dy. \] On a \[ \int_{y=0}^{x} y^2\,dy = \frac{x^3}{3}, \] donc \[ \int_{y=0}^{x} 2y^2\,dy = 2\cdot\frac{x^3}{3} = \frac{2x^3}{3}. \] L'intégrale se réduit à \[ \int_{x=0}^{3} \frac{2x^3}{3}\,dx = \frac{2}{3}\int_{x=0}^{3} x^3\,dx. \] **Étape 3 : Intégration par rapport à \(x\)** Calculons \[ \int_{x=0}^{3} x^3\,dx. \] On a \[ \int_{x=0}^{3} x^3\,dx = \left.\frac{x^4}{4}\right|_{0}^{3} = \frac{3^4}{4} = \frac{81}{4}. \] D'où, \[ \frac{2}{3}\int_{x=0}^{3} x^3\,dx = \frac{2}{3}\cdot\frac{81}{4} = \frac{162}{12} = \frac{27}{2}. \] **Conclusion** L'intégrale triple vaut \[ \boxed{\frac{27}{2}}. \]

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Pour calculer l'intégrale triple \( \iiint_{E} y \, dV \), nous devons d'abord déterminer les limites d'intégration sur la région \( E \). La région \( E \) est donnée par : 1. \( 0 \leq x \leq 3 \) 2. \( 0 \leq y \leq x \) 3. \( x - y \leq z \leq x + y \) Nous intégrons d'abord par rapport à \( z \), puis \( y \), et enfin \( x \). L'intégrale s'écrit donc : \[ \int_{0}^{3} \int_{0}^{x} \int_{x-y}^{x+y} y \, dz \, dy \, dx. \] Commençons par effectuer l'intégration par rapport à \( z \) : \[ \int_{x-y}^{x+y} y \, dz = y \cdot \left[ z \right]_{x-y}^{x+y} = y \cdot ((x+y) - (x-y)) = y \cdot (2y) = 2y^2. \] Ainsi, notre intégrale devient : \[ \int_{0}^{3} \int_{0}^{x} 2y^2 \, dy \, dx. \] Intégrons maintenant par rapport à \( y \): \[ \int_{0}^{x} 2y^2 \, dy = 2 \cdot \left[ \frac{y^3}{3} \right]_{0}^{x} = 2 \cdot \frac{x^3}{3} = \frac{2x^3}{3}. \] Nous intégrons alors par rapport à \( x \): \[ \int_{0}^{3} \frac{2x^3}{3} \, dx = \frac{2}{3} \cdot \left[ \frac{x^4}{4} \right]_{0}^{3} = \frac{2}{3} \cdot \frac{81}{4} = \frac{162}{12} = \frac{27}{2}. \] Ainsi, l'intégrale triple \( \iiint_{E} y \, dV \) vaut : \[ \frac{27}{2}. \]

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