SIGILOSO
DATA: 21 DE JUNHO DE 1966
LOCALIZAÇÃO: ESTAÇÃO GEMINI-4
RELATÓRIO DE TREINAMENTO: PROJETO VECTOR-DELTA

A equipe de análise orbital foi incumbida de dominar procedimentos críticos envolvendo integrais duplas. A precisão no cálculo de áreas sob superfícies é vital para a programação de reentrada e sincronização de módulos em órbita.

Este módulo trata exclusivamente da mudança da ordem de integração em integrais duplas.
Esta sequência de exercícios é de acesso restrito. Somente agentes com autorização SIGMA podem consultá-la integralmente.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: Troca da Ordem de Integração

DEFINIÇÃO FORMAL:

\[ \int_a^b \int_{g_1(x)}^{g_2(x)} f(x, y) \,dy\,dx = \int_c^d \int_{h_1(y)}^{h_2(y)} f(x, y) \,dx\,dy \]

Para que a troca de ordem de integração seja válida, a função deve ser integrável sobre a região delimitada e essa região deve ser reescrita com os limites trocados de forma equivalente.

Em simulações de acoplamento entre cápsulas orbitais, muitas vezes é necessário recalcular integrais sobre regiões complexas a partir de dados parciais. A troca da ordem de integração permite adaptar algoritmos de integração numérica a diferentes sensores.
NOTA HISTÓRICA: Durante o Programa Gemini, diversas rotinas de cálculo embarcado exigiam reordenação de limites para minimizar uso de memória e melhorar desempenho em tempo real.
    [EXERCÍCIOS VECTOR-1A, 1B, 1C inseridos anteriormente]
  1. EXERCÍCIO VECTOR-2A
    ORIGEM: Análise Balística - GEMINI-5

    Troque a ordem de integração na integral: \[ \int_0^1 \int_{y^2}^1 f(x, y)\,dx\,dy \]

    ARQUIVO AUXILIAR [SIGMA-2]
    [NOTA TÉCNICA]: Propriedades de regiões delimitadas por parábolas podem ser úteis.
    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-2 REQUERIDO]

    A região está entre \(x = y^2\) e \(x = 1\), com \(y \in [0, 1]\).

    Reescrevendo:

    \[ \int_0^1 \int_0^{\sqrt{x}} f(x, y)\,dy\,dx \]

  2. EXERCÍCIO VECTOR-2B
    ORIGEM: Diagnóstico de Reentrada Atmosférica - GEMINI-6

    Reescreva a integral abaixo invertendo a ordem: \[ \int_0^4 \int_{\sqrt{x}}^2 f(x, y)\,dy\,dx \]

    ARQUIVO AUXILIAR [SIGMA-2]
    [NOTA TÉCNICA]: Note que os limites envolvem funções inversas.
    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-2 REQUERIDO]

    Reescrevendo os limites, temos:

    \[ y \in [0, 2],\ x \in [0, y^2] \]

    Nova integral:

    \[ \int_0^2 \int_0^{y^2} f(x, y)\,dx\,dy \]
  3. EXERCÍCIO VECTOR-2C
    ORIGEM: Trajetória Invertida - GEMINI-7

    Troque a ordem de integração: \[ \int_1^2 \int_0^{\ln x} f(x, y)\,dy\,dx \]

    ARQUIVO AUXILIAR [SIGMA-2]
    [NOTA TÉCNICA]: Observe a relação entre \(y = \ln x\) e \(x = e^y\).
    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-2 REQUERIDO]

    Nova integral com limites invertidos:

    \[ \int_0^{\ln 2} \int_{e^y}^2 f(x, y)\,dx\,dy \]
  4. EXERCÍCIO VECTOR-3A
    ORIGEM: Cálculo de Interferência Gravitacional - GEMINI-8

    Reescreva a integral trocando a ordem de integração: \[ \int_0^1 \int_x^{\sqrt{x}} f(x, y)\,dy\,dx \]

    ARQUIVO AUXILIAR [SIGMA-3]
    [NOTA TÉCNICA]: A simetria da região pode não ser óbvia.
    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-3 REQUERIDO]

    Nova integral:

    \[ \int_0^1 \int_{y^2}^y f(x, y)\,dx\,dy \]
  5. EXERCÍCIO VECTOR-3B
    ORIGEM: Análise de Janelas Orbitais - GEMINI-9

    Troque a ordem: \[ \int_0^1 \int_{x^2}^{2 - x} f(x, y)\,dy\,dx \]

    ARQUIVO AUXILIAR [SIGMA-3]
    [NOTA TÉCNICA]: Existe simetria oculta no intervalo entre as curvas.
    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-3 REQUERIDO]
    \[ \int_0^1 \int_0^{\sqrt{y}} f(x, y)\,dx\,dy + \int_1^2 \int_0^{2 - y} f(x, y)\,dx\,dy \]
  6. EXERCÍCIO VECTOR-3C
    ORIGEM: Ajuste de Campo de Comunicação - GEMINI-10

    Troque a ordem: \[ \int_0^1 \int_{-\sqrt{1 - x^2}}^{\sqrt{1 - x^2}} f(x, y)\,dy\,dx \]

    ARQUIVO AUXILIAR [SIGMA-3]
    [NOTA TÉCNICA]: A forma é semicircular.
    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-3 REQUERIDO]
    \[ \int_{-1}^1 \int_0^{\sqrt{1 - y^2}} f(x, y)\,dx\,dy \]
  7. EXERCÍCIO VECTOR-4A
    ORIGEM: Missão Skylab - Análise de Estabilidade [COMPARTIMENTADO]

    Troque a ordem da seguinte integral: \[ \int_0^1 \int_{x^3}^{\sqrt{x}} f(x, y)\,dy\,dx \]

    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-4 REQUERIDO]
    \[ \int_0^1 \int_{y^2}^{y^{1/3}} f(x, y)\,dx\,dy \]
  8. EXERCÍCIO VECTOR-4B
    ORIGEM: Reconhecimento Espacial - Skylab [OUT/1973]

    Reescreva a integral trocando a ordem: \[ \int_0^\pi \int_0^{\sin x} f(x, y)\,dy\,dx \]

    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-4 REQUERIDO]
    \[ \int_0^1 \int_0^{\arcsin y} f(x, y)\,dx\,dy \]
  9. EXERCÍCIO VECTOR-4C
    ORIGEM: Transmissão Crítica - Skylab [NOV/1973]

    Troque a ordem: \[ \int_0^1 \int_0^{x^2} f(x, y)\,dy\,dx \]

    RELATÓRIO DE CÁLCULO [SIGMA-4 REQUERIDO]
    \[ \int_0^1 \int_{\sqrt{y}}^1 f(x, y)\,dx\,dy \]
PÁGINA 1 DE 6 • DOCUMENTO VX-9914-C