Podemos expresar ∬Rxsen(xy)dA de las siguientes dos maneras: primero mediante la integración con respecto a y luego con respecto a x; segundo integrando con respecto a x y luego con respecto a y. ∬Rxsen(xy)dA=∫x=0x=π∫y=1y=2xsen(xy)dydx Integrar primero con respecto a y=∫y=1y=2∫x=0x=πxsen(xy)dxdy Integrar primero con respecto a x
Si queremos integrar con respecto a y primero y luego integrar con respecto a x, vemos que podemos usar la sustitución u=xy, que da du=xdy. Por lo tanto, la integral interna es simplemente ∫senudu y podemos cambiar los límites para que sean funciones de x, ∬Rxsen(xy)dA=∫x=0x=π∫y=1y=2xsen(xy)dydx=∫x=0x=π[∫u=xu=2xsen(u)du]dx
Sin embargo, la integración con respecto a x primero y luego la integración con respecto a y requiere integración por partes para la integral interna, con u=x y dv=sen(xy)dx.
Luego du=dx y v=−ycos(xy), entonces iintRxsen(xy)dA=∫y=1y=2∫x=0x=πxsen(xy)dxdy=∫y=1y=2[−yxcos(xy)∣∣x=0x=π+y1∫x=0x=πcos(xy)dx]dy
Dado que la evaluación se está complicando, solo haremos el cálculo que sea más fácil de hacer, que es claramente el primer método.
Evalúa la integral doble usando la forma más fácil. ∬Rxsen(xy)dA=∫x=0x=π∫y=1y=2xsen(xy)dydx=∫x=0x=π[∫u=xu=2xsen(u)du]dx=∫x=0x=π[−cosu∣∣u=xu=2x]dx=∫x=0x=π(−cos2x+cosx)dx=−21sen2x+senx∣∣x=0x=π=0