Como realizo estas operaciones para calcular el volumen

Calcular el volumen del solido que se encuentra por arriba del plano x, y delimitado por

z=x^2+4y^2       y     x^2+4y^2=4

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Respuesta
1

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La funcióna integrar es f(x,y) = x^2+4y^2

Es siempre positiva, luego no hay problemas de tener que dividir el dominio en varias partes para calcular el área.

El dominio es el interior de la elipse x^2+4y^2=4

Vemos que x puede tomar valores entre -2 y 2

Mientras que los límites de y dependerán de x y son

- sqrt(4-x^2)/2  y sqrt(4-x^2)/2

$$\begin{align}&V= \int_{-2}^2\int_{-\sqrt{4-x^2}/2}^{\sqrt{4-x^2}/2}(x^2+4y^2)dydx=\\&\\&\int_{-2}^2\left[x^2y+\frac{4y^3}{3}  \right]_{-\sqrt{4-x^2}/2}^{\sqrt{4-x^2}/2}dx=\\&\\&\int_{-2}^2\left(\frac{x^2 \sqrt{4-x^2}}{2}+\frac{4 \sqrt{(4-x^2)^3}}{3·8}+ \frac{x^2 \sqrt{4-x^2}}{2}+\frac{4 \sqrt{(4-x^2)^3}}{3·8} \right)dx=\\&\\&\int_{-2}^2\left(x^2 \sqrt{4-x^2}+\frac{\sqrt{(4-x^2)^3}}{3}\right)dx=\\&\\&\int_{-2}^2 \left(x^2+\frac 43-\frac{x^2}{3}  \right)\sqrt{4-x^2}\;dx=\\&\\&\frac 23\int_{-2}^2(x^2+2)\sqrt{4-x^2}\;dx=\\&\\&x=2sent\\&dx=2cost\\&x=-2\implies t=arcsen(-1)=-\frac \pi2\\&x=2\implies t=arcsen1 = \frac \pi 2\\&\\&=\frac 23\int_{-\pi/2}^{\pi/2}(4sen^2t+2)\sqrt{4-4sen^2t}·2cost\;dt=\\&\\&=\frac 83\int_{-\pi/2}^{\pi/2} (4sen^2t+2)\cos^2t\;dt=\\&\\&\frac 83\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\left(sen^2(2t)+2\left( \frac{1+\cos 2t}{2} \right)\right)dt=\\&\\&\frac 83\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\left(\frac 12 -\frac{\cos 4t}{2}+1+\cos 2t\right)dt=\\&\\&\frac 83\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\left(\frac 32-\frac{cos4t}{2}+\cos 2t  \right)dt=\\&\\&\frac 83\left[\frac{3t}2-\frac{sen \,4t}{8}+\frac{sen 2t}{2}  \right]_{-\pi/2}^{\pi/2}=\\&\\&\frac 83\left(\frac{3\pi}{4}-0+0+\frac{3\pi}{4}+0-0  \right)=4\pi\\&\end{align}$$

Y eso es todo.

¡Gracias!  excelente respuesta gracias me a servido bastante

Cual es la fórmula de la integral para llegar al resultado final por lo que entiendo se utiliza una fórmula pero no la puedo definir

No entiendo lo que quieres decir, deberías ser más concreto. Esos trozos escritos con fórmulas son muy pesados por la complicación que tiene escribirlos y porque consumen muchisimos recursos del ordenador y cuando se hacen largos el ordenador se queda casi bloqueado y va lentísimo. Por eso no se pueden escribir aclaraciones y tienes que aligerar el número de pasos. Dime concretamente lo que necesitas saber.

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