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24.4 Integration in Kugelkoordinaten, Kugelvolumen


CC-BY-NC-SA 3.0

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Integrationin Kugelkoordinaten?? geht also um Funktionendie in dreidimensionalenLebendas heißt ich kann mir das ganze nicht so schönals als alsVolumenuntereiner Fläche vorstellen?? vortrefflichklarmachen so ich kann mir das nicht als Volumen unter einer Fläche mehr vorstellenähm ich kann mir das zum Beispiel vorstellen als Gesamtmassedie ich aus der Dichte ausrechnensie haben ein mehr oder minder hübschen Knoten hierin 3DBrocken in 3Ddas ist meine Mengeähm nicht die manische Masse im sondern für die Menge ähmist dieses dreifach integralüber Funktionvon X Y Z TXT Y DZamanschaulichfür dieIngenieure und die Physiker folgendesIchs spieltemein Volumen in kleine Würfel aufzerlegtunendlich kleine Höfe zerlegtund dann summieren sichan mich hat das mal somit im Fall rückwärts dann summieren sich über das ganze Volumen F von X Y Zirgend ein Punkt im jeweiligen Würfelmaldas Volumen des Würfels delta Xdelta YZöllerdelta Z das war die Vorstellungregistriert sichumBriefmarkenwar die Höhe eben der PolarkoordinatenBriefmarken ?? gehörensondern hier geht's umdas Volumeneines Würfelsmal ein Funktionswertim Würfeldas kommt zum Beispiel bei den Dichte vor?? haben das Sandkornmit diesem Volumen ihrQuadrat einquadratisches?? ein Würfel völliges Sandkornhat dann dieses Volumen und wenn dann noch dieDichte des Stoffs in den Sandkorn wissen wissen sie insgesamtwas dieses Sandkornwiegtbis auf summieren das Gedicht vom ganzenGedanke dahinter?? SF muss natürlich nicht ?? Gedichte seindas kann irgendwas seindas noch mal zur Vorstellungvomdreifachintegralin pathetischen Koordinatenund jetzt will ich das hinkriegen mitKugelkoordinatensphärisch Koordinaten ich möchte nicht über X Y Z integrieren sondern ich möchte über eher Täter und Viehintegrierenda kann man sich den selben Gedanken hier ?? wir dieselben Gedanken wie hier machenes wird in drei Dimensionen bisschenekliger zu zeichnenals ich muss mir überlegenwas passiert wenn ich eher Täter fiel jeweils ein bisschenänderewelches Volumen ich dann aufgespannthabe unddann kann ich hier dieses Volumen ersetzen?? Seite soll die Nummerzehn?? Xund Y zeigt in den TiefumsatzAt-Zeichenobenverstreute Sommer gerade nach obenund ebensoist das geradeeinendas SZjetzt habe ich irgendwoim Raumein Punkt ?? gucken der Missverständnisseweiter wechseln damit ich mir nicht erklären Komma soirgendwo ?? Punktim Abstand ermit einem TorwinkeltäterPunkt Bullwinkel war wie weit ich es aus dem Nordpol herausgebenund mit einem AzimutfiBeistrich guck mir den Schatten anauf der Grundebenesoungewöhnlich dass das immer klapptso dieser Winkel hier als Index Y Ebene gemessen dieser Winkel ?? und platt auf dem Boden das wäre derAzimutSchatten war darunternoch leichterund nun ist die Fragewas passiertwenn ich etwas an dieetwas antreten und etwas ein erwachsenesLeben bei den Polarkoordinatendarüber Polarkoordinatenwas passiert wenn etwas im nächsten ?? Sonntag erklärtwas passiert wenn ich etwas an Erwachseneetwas an Vieh warte welche Fläche wird aufgespannt jetzt geht mein Volumenwelches Volumen entstehtwenn ich jeden von denen erTäter fiel etwas änderedas mit dem er es noch am einfachstenden Radius etwas änderngeht der hier radialein Stück raus??was sie mir nicht sicherwenn sie den Polwinkeländernwird dass sie ein bisschen runtergekipptdas runter gekipptwenn sie den Azimut etwas ändern dann Klapp ich das weiter nach hintenrummalähm quasi soso läuft der Azimutin diese Richtung Klapp ich das weiter rumwenn sich das Vieh ändertpositiv ändernBeistrichsodas passiert wenn ich mit meinem Firum geht jetzt nach hinten Wegum die Zeitachse drehen nach hinten wegdas klarer wenn ich jede Verbindung nach unten malenin der Formso in der Formdes Eises ganze Volumen was hier entsteht Essen ziemlichschräge Angelegenheitschrecklich zugesagt Semikolon Angelegenheit soll ich sagenso eine Angelegenheit vierteses istfast eineinen einen Quaderwenndie alle sehr klein sind diese Änderungendann wird das praktisch zu einem Quadermehr und mehrmal genau hin guckt sieht man dass die Unterkanteund die Oberkanteauseinanderweichenman sieht dass die Vorderseitegekrümmte Summe sieht es die Hinterseite gekrümmt ist aber eigentlichsieht das aus wie einQuaderund dass es nette Linealernährungkann ich mit einem Quader rechnen ich berechne das Volumen hier in den Jahren Ehrungals das Volumen eines Quadersinddiese Seitenlänge hierähmdiese Seitenlänge hier SDRhat es immer das einfachste ich gehe von dem Punkt nach außenAkkordeon war es auch das einfachste Gier nach außen um die erdiese Seiten in SDRjetzt können wir uns anguckendiese Seitenlängemuss also auf einen?? auf jeden Fall ein Vielfachesvon der Täter seinwenn ich den Täterdoppelt so groß wählenist diese Streckedoppelt so großdass keine von den Einheiten noch nicht stimmenWinkel ist ein herzloseine Länge sein schon von daher muss hier erstehen können natürlich siebenmal mehr oder achtundneunzig Mal erstehenunsäglicheinfach eher mal die Täter seien aus dem selben Grund wie eben bei den Polarkoordinatendas optimaledas hier ist et ceteraim Bogenmaßdass der Winkel im Bogenmaßesschneidig aus einem Kreis mit RadiusRermordet hätte Ausrufungszeichendas Problemaus einem Kreis mit Radius einsschneiden sie den Winkel aus die Täter aus dem Kreis mit dem mehrfachen Radiusdas er Fachda kommt er die Täter in das ?? wieder weg weil sonst echt zu voll wird erzur?? ist brauche ich nochdiese Seite hiernetterweisefinde ich die hier untendasselbe Wetter des ?? klarmachen das dasselbe istdiese Seite hier uns diese Seite sind dasselbeeinfach nurSchatten gemessen oder unangemessen diese Seite ist ja parallel zur X Yalso kann die oben oder unten messenseit es Gutes auch im Bogen ist es eigentlich kreisförmiggenauer hin gucktwie langkann ich jetzt auf diese Länge nachkommenWechselwinkelich hier ist noch mal Täternoch Mittäterwechselwinkelparallelen geradenwieder wegPunkt richtig kompliziert wird das Täter dann habe ich das Verhältnis von dem Schattenzu erist der Sinus von Täter das heißt dieser Schatten hier unten hat die Länge eher mal Sinus von Täter das kann schon bei der Umrechnung vor letztes Mal gerechnet umvontänzerischen Koordinaten der diese schondas ist die Länge des Schattens jetzt kann ich sagen Land das hier ist das Stück und damit wie lang das Stück istim Abstander Sinus Tätergehe ich den Winkel die Fi das hier muss also sein Abstand er mal Sinus TäterdieViehsowie das werdensoein bisschen ekliger als beiden Polarkoordinatenund damit Kreise zusammen sammeln ich kann sagen was dieses Volumen hier istan dem Intellekt wird eine musikalischeganz formellen Mitte gerade dann also Text Y DZfolgendesdas Volumen vondiesemGebildeGebietnämlichich geheDRMErrichtungdann gehe ich aberin die Täter Richtung eine Strecke von Erde Tätereine Strecke von Erde Täterund in Viehrichtungich eine Strecke von derSinus Täterde Fi also habe ich insgesamt eher noch einmal eher macht er Quadrat Sinus Täterdefinierendas ist dann insgesamt sieben Nummerekliger aus als bei Polarkoordinatendas ist der Korrekturfaktorwenn sie eine Funktionin sphärisch Koordinaten habenund diein den Koordinaten auch integrieren wollener Täter Viehdann müssen Sie diesen Faktor dazuschreibener Quadratszinstätersonst brechen sie BlödsinnPunktdas ist eigentlich?? das mathematisch genauer an Punkt ?? ist das eigentlich Substitutionich rechne nicht in den Variablen X Y Z seinen Variablen eher Täter Viehbei Substitution muss irgendwo die Ableitung vorkommendass es jetzt hier nicht die Ableitung sondernschlimmer die Determinantevon ganz vielen Ableitungen in der Tat kann man das hier mit partiellen Ableitungen ausrechnen wenn man willsie sezieren sich das lohnt sich nicht immer das bieten auf mal soll so klaristes eher Quadrat könnte sowieso Raten wegen der Einheitenich brauche Kubikmeterdas Kubikmeter werden vier Täter ein herzloser hundert Meter muss irgendwo Quadrat stehen was anderes haben wir nichtan das Sinus Täterkostet etwas mehr Überwindungsich überlegt obdie Länge des Schattensan wenn der Winkel sehr klein ist ?? hier oben binich oben bin und ich geh den selben Winkel in Fiannabis zum Schluss ein kleineres Volumen als wenn ich hier unten bin den Weg in viel Geber dieses Stückchen kleinerKomma notfalls auf den Sinus kommenaber es gibt auch einen offiziellen Weg wenn sich wundern ?? die sogenannte Jacobi Determinantemuss ich innerlich vorführen weil esfür den Alltagsgebrauch reicht aber so hatbillige Anwendung davon ist das Volumenbei den Polarkoordinatenhat sich die Fläche der Kreisscheibe vorgeführtdass das einfach wird es für euch vor das man hiermitdas Kugelvolumenganz billig ausrechnen kann?? elfich hab es mal ganz dreist das Volumeneiner Kugelmit Radius Rsich gernees reicht der Gedanke mit der Dichteich integriereüberdie Kugel mit Radius R und den Ursprungkein Platz mehr für das ergeschickt so ich integriere über dieKugel mit Radius Rund mussten persönlich über die Kugel sagen ich integriere eigentlich über dieüber das ganze daim englischen würde man sagen wollendas Volumen der Kugeldie gefüllte Kugel zur Seiteüber die Vollkugelmit Radius Rum den Ursprungdie XY DZSE betreffe vorher mal eins mal die Funktion einswenn sie das alsGesamtmassedes integral als Gesamtmasse und die einst als Dichte verstehenals dass jedes Sandkorn hat die Dichte ein von mir aus ein Kilogramm pro Kubikmeter?? wenn ich das dann zusammen summieren welche Masse insgesamtist bei einem eine Dichte vonein Kilogramm proein Kilogramm pro KubikmetereinemMeters insgesamt zusammen sinnieren als Masse soundsovielKilogrammheißt dann aber auch Samson zu viel Kubikmeterwas ich rauskriege ist die Zahl derKubikmeteralso rechtlich das wieder aus??integralüber die Funktion einzelner integral der Funktion einsum das Volumen zu habendas wird hier wiederfürchterlichnoch viel fürchterlicherals bei derKreisscheibenwenn sich überlegen wie das danach im Raum aussehen mussdas Innere integral X das nächst innere bis mittlere integral Y das äußere integral Z ich habe Z vorgegebenich habe Z vorgegebenZvorgegebenund dann guck ich welche X Ydenn dazu passender sind X Y die zu dem vorgegebenen Zelt passendas heißtChassis ist Y raus ein bestimmtes Y wirklich mehr rauskönnte das die X die dazu passenden sie das durch buchstabieren von da bis dawas ist der X wird hier dem Ende was ist X wird an dem Ende gibt wieder Pythagorasund macht das integral damitsehr hässlich lösbarabersehr hässlichaninsphärischKoordinatenkugelkoordinatenwird total billigschreibe hin okay ich möcht dasselbe integrierenüber dasselbe Volumenfülltengefüllte Kugel die Vollkugelganz aus wie dasselbe VolumenLeertaste Semikolonähm die Funktion ist wieder einsich integriere über eher über Täter Vieh aber eher Quadrat Sinus Täter kommt dazu als Korrekturfaktoreher Quadrat Sinus Täterder erTäterViehdas kann man jetzt Schritt für Schritt von innen nach außenbasteln das aus integral überFiFi läuft vonFi läuft von nullPibis zwei Pi einmalsinddie von null bis zwei Pibei ihr die TäterTäter läuft vom Nordpol bis zum Südpol NordpolÄquatorsymbolDas heißt von null bis hundert achtzig Grad von null bis Pi läuft Tätersound Inhaber das Damast in den ?? ist egal ernatürlich einen anderen Kram noch eher Quadrat Sinus Täterund das integral läuft vom Zentrumbis zumRadiusund das sind jetzt integral die machomäßiglösen kann in der Mitte des integraldafüreine Stammfunktionder Tat ein Drittel R drei sich bei den Sinus Täter ist das Innere integralkonstantvon null bis ermacht alsogroß Rhoch dreiDrittel mal den SinusTäter null einsetzen ?? null?? dazu ?? man siehtdas?? gedacht habe?? jetzt kommt das Täter integralhierfüreine Stammfunktionfür dieses Ding eine Stammfunktionfür TäterIntegration nach Täterder Sinus wird zu minus Kosinus der Faktor bleibt hier steht alsominusR hoch dreiDrittelKosinusTäterin den Grenzen von null bisSüdpol Pides ?? doch ein bisschen Nachdenkennicht Pi EinsätzeKosinus von Pibis eins Kosinus von Pi ist minus einsKosinus von Pi ist minus einsichtige für die also minus R hoch drei drittem bei minus eins R hoch dreiDritteljetzt kommt minusminus R drei Drittel Kosinus von Nullkursesvon null isteinsminusminus verbreitetemal eins also SchlussR hoch dreiDrittel und dann sind wir bei zwei drittelR hoch dreida steht innen drin jetzt auch noch das Vieh integralich integriere also von null bis zwei Pizwei drittelR hoch dreide FiseinStammfunktionData schreiben schreiben einfachdahinterähm wenn sie hier ableitenwieer konstant nach vier Pleiten steht das drin zu haben Komma dass in den Grenzen von null bis zwei Piund dann sind wir beimResultat des immer noch von Focus rauskamzwei drittel R hoch drei mal zwei Pi zwei drittel R drei mal zwei Pi null einsetzen Punkt raus minus nullzwei vier macht zusammen vier DrittelPi mal R hoch drei das übliche Resultatlässt sich ohne geometrische Tricksin Kriegenim Fokus als meine Zeit mit geometrischen Tricks das man sich nun Zylinder anguckt aus demein Konus ausgeschnitten istauf beiden Seitenbrauchen alles nicht wenn manGoogle Koordinaten verstanden nannte man gute Koordinaten verstanden hat Komma diese integral hinschreibenden eine Minutedas Google aus