Matematiikan tukikurssi

Samankaltaiset tiedostot
Matematiikan tukikurssi

MS-A0204 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (ELEC2) Luento 9: Muuttujanvaihto taso- ja avaruusintegraaleissa

Täydennetään ja kerrataan Fitzpatrickin lukujen 18 ja 19 esitystä.

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 /

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 10: Napa-, sylinteri- ja pallokoordinaatistot. Pintaintegraali.

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitusviikkoon 5 /

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan tukikurssi

(ks. kuva) ja sen jälkeen x:n ja y:n suhteen yli xy-tasossa olevan alueen projektion G:

Todista suoraan integraalin määritelmään perustuen tasointegraalin ominaisuus. λ f = λ f,

Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

Tilavuusintegroin. f(x,y,z)dxdydz. = f(x,y,z)dx dy

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Laskuharjoitus 7 /

Matematiikan tukikurssi

Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

MS-A0202 Di erentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 8: Taso- ja avaruusintegraalit

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 8: Newtonin iteraatio. Taso- ja avaruusintegraalit

MS-A0107 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM)

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit 2 (alkuviikko) / Syksy 2016

1. Integrointi n-ulotteisessa avaruudessa

Matematiikan tukikurssi

F dr = F NdS. VEKTORIANALYYSI Luento Stokesin lause

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Harjoitus 4/ Syksy 2017

Mat Matematiikan peruskurssi K2

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 3

Numeerinen integrointi

Matematiikan tukikurssi

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Ratkaisut viikko 3

Matematiikan tukikurssi

4.3.7 Epäoleellinen integraali

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

Gaussin lause eli divergenssilause 1

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Tentti ja välikokeiden uusinta

Tilavuusintegroin3. Tilavuusintegroin3 3/19/13. f(x, y, z)dxdydz. ρ(x,y,z) = x 2 + y 2 + z 2 (kg) Ratkaisu: ρ(x,y,z)dxdydz

Matematiikan perusteet taloustieteilijöille II Harjoituksia kevät ja B = Olkoon A = a) A + B b) AB c) BA d) A 2 e) A T f) A T B g) 3A

H5 Malliratkaisut - Tehtävä 1

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät

4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

Koordinaatistot 1/6 Sisältö ESITIEDOT: reaaliluvut

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) MS-A0207 Hakula/Vuojamo Kurssitentti, 12.2, 2018, arvosteluperusteet

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

ja B = 2 1 a) A + B, b) AB, c) BA, d) A 2, e) A T, f) A T B, g) 3A (e) A =

w + x + y + z =4, wx + wy + wz + xy + xz + yz =2, wxy + wxz + wyz + xyz = 4, wxyz = 1.

Tehtävänanto oli ratkaista seuraavat määrätyt integraalit: b) 0 e x + 1

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan tukikurssi

a) Mikä on integraalifunktio ja miten derivaatta liittyy siihen? Anna esimerkki = 16 3 =

ja B = 2 1 a) A + B, b) AB, c) BA, d) A 2, e) A T, f) A T B, g) 3A (e)

Tällaisessa tapauksessa on usein luontevaa samaistaa (u,v)-taso (x,y)-tason kanssa, jolloin tason parametriesitys on *** VEKTORIANALYYSI.

Tilavuusintegroin3. Tilavuusintegroin3

Matematiikan tukikurssi

> 1. = lim. ja lisäksi oletetaan, että integraali b

Muuttujan vaihto. Viikon aiheet. Muuttujan vaihto. Muuttujan vaihto. ) pitää muistaa lausua t:n avulla. Integroimisen työkalut: Kun integraali

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

(b) = x cos x 1 ( cos x)dx. = x cos x + cos xdx. = sin x x cos x + C, C R.

Tilavuus puolestaan voidaan esittää funktiona V : (0, ) (0, ) R,

kaikki ( r, θ )-avaruuden pisteet (0, θ ) - oli θ

Integrointi ja sovellukset

y x1 σ t 1 = c y x 1 σ t 1 = y x 2 σ t 2 y x 2 x 1 y = σ(t 2 t 1 ) x 2 x 1 y t 2 t 1

4 (x 1)(y 3) (y 3) (x 1)(y 3)3 5 3

13. Taylorin polynomi; funktioiden approksimoinnista. Muodosta viidennen asteen Taylorin polynomi kehityskeskuksena origo funktiolle

Sekalaiset tehtävät, 11. syyskuuta 2005, sivu 1 / 13. Tehtäviä

Vektorilaskenta, tentti

5. Integrointi n-ulotteisessa avaruudessa

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

Matematiikan tukikurssi

MS-A0104 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ELEC2) MS-A0106 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ENG2)

Oletetaan sitten, että γ(i) = η(j). Koska γ ja η ovat Jordan-polku, ne ovat jatkuvia injektiivisiä kuvauksia kompaktilta joukolta, ja määrittävät

12. Derivointioperaattoreista geometrisissa avaruuksissa

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 3, ratkaisut Maanantai

a) on lokaali käänteisfunktio, b) ei ole. Piirrä näiden pisteiden ympäristöön asetetun neliöruudukon kuva. VASTAUS:

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

f x da, kun A on tason origokeskinen yksikköympyrä, jonka kehällä funktion f arvot saadaan lausekkeesta f (x, y) = 2x 3y 2.

Matemaattisen analyysin tukikurssi

Tampere University of Technology

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 1 Kevät y' P. α φ

f(tx + (1 t)y) tf(x) + (1 t)f(y) jokaisella x, y A ja t [0, 1].

Matematiikan tukikurssi

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause

Helsingin, Itä-Suomen, Jyväskylän, Oulun, Tampereen ja Turun yliopisto Matematiikan valintakoe klo 10 13

Juuri 10 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

x 4 e 2x dx Γ(r) = x r 1 e x dx (1)

Derivointiesimerkkejä 2

Matematiikan tukikurssi

Sallitut apuvälineet: MAOL-taulukot, kirjoitusvälineet, laskin sekä itse laadittu, A4-kokoinen lunttilappu. f(x, y) = k x y, kun 0 < y < x < 1,

1 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

Vektoreiden A = (A1, A 2, A 3 ) ja B = (B1, B 2, B 3 ) pistetulo on. Edellisestä seuraa

Matematiikan tukikurssi

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Malliratkaisut 4 / vko 47

2 dy dx 1. x = y2 e x2 2 1 y 2 dy = e x2 xdx. 2 y 1 1. = ex2 2 +C 2 1. y =

Fr ( ) Fxyz (,, ), täytyy integroida:

Matematiikan peruskurssi 2

, c) x = 0 tai x = 2. = x 3. 9 = 2 3, = eli kun x = 5 tai x = 1. Näistä

Sovellutuksia Pinta-alan ja tilavuuden laskeminen Keskiö ja hitausmomentti

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 11: Taso- ja tilavuusintegraalien sovellutuksia

Transkriptio:

Matematiikan tukikurssi Kurssikerta 6 varuusintegraali iemmin laskimme yksiulotteisia integraaleja b a f (x)dx, jossa integrointialue on x-akselin väli [a, b]. Lisäksi laskimme kaksiulotteisia integraaleja g(x, y)dxdy, jossa integrointialue puolestaan löytyi tasosta eli R. Nyt siirrymme kolmanteen ulottuvuuteen ja laskemme integraaleja, joissa integrointialue on kolmiulotteisessa avaruudessa eli R :ssa. Tällaista avaruusintegraalia merkitään f (x, y, z)dxdydz. Tässä siis kolmen muuttujan funktio f (x, y, z) integroidaan kaikkien kolmen muuttujansa x:n, y:n ja z:n suhteen. Integrointialueen muoto ratkaisee jälleen, kuinka helppoa integrointi käytännössä on. Helppoa tämä integrointi on silloin, jos on suorakulmainen särmiö eli [a, b] [c, d] [p, q]. Eli toisin sanottuna on tässä joukko, jossa x [a, b], y [c, d] ja z [p, q] eli kaikki muuttujat rajoitetaan vakioväleille. Tällöin integrointi sujuu suoraviivaisesti integroimalla funktio jokaisen muuttujansa suhteen vuoron perään: f (x, y, z)dxdydz q d b p c a f (x, y, z)dxdydz. Esimerkki.. Integroidaan funktio f (x, y, z) xyz joukossa [, ] [, 4] [, ]. Tässä siis integroinnin rajat ovat nyt x [, ], y [, 4] ja

z [, ]. Käytetään integrointiin yllä olevaa kaavaa: f (x, y, z)dxdydz q d b p c a 4 f (x, y, z)dxdydz (xyz)dxdydz. Nyt tämän integraalin voi laskea missä järjestyksessä haluaa. Integroidaan tämä alla ensin x, sitten y:n ja lopulta z:n suhteen: 4 (xyz)dxdydz 4 4 4 4 (x yz)dydz yz (x )dydz yz()dydz 4 (y z)dz 4 z y dz z(7)dz 4 7 4 z 7 4 4. Tämä lasku siis on kohtalaisen pitkä, mutta suoraviivainen. Esimerkki.. Edellisessä esimerkissä integraali laskettiin integroimalla ensin x:n, sitten y:n ja lopuksi z:n suhteen. Tämän integroinnin voi suorittaa tällaisen suorakulmaisen särmiön tapauksessa myös muussa järjestyksessä. Tulos on sama. Lasketaan tämä integraali alla integroimalla

ensin y:n, sitten z:n ja lopuksi x:n suhteen: 4 (xyz)dxdydz 7 4 4 4 7 xdx 4 8 x dx. (xyz)dydzdx (xy z)dzdx 4 xz (y )dzdx xz(7)dzdx xz dx Tulos on siis sama. Huomaa, että termien dx, dy ja dz järjestys kertoo integrointijärjestyksen. Täten esimerkiksi dzdxdy tarkoittaa, että integrointi suoritetaan ensin z:n, sitten x:n ja lopuksi y:n suhteen. varuusintegraali yli monimutkaisempien alueiden Yllä todettiin, että avaruusintegraalien laskeminen suorakulmaisissa särmiöissä on kohtalaisen suoraviivaista. Integrointialueena on kuitenkin usein jokin avaruuden R monimutkaisempi osajoukko. Integrointirajojen muodostaminen on tällöin usein vaikeaa. Tarkastellaan nyt integrointia yleisessä avaruuden joukossa R. Haluamme siis laskea integraalin f (x, y, z)dxdydz. Tämän laskeminen onnistuu samalla tekniikalla kuin aikaisemmin esimerkiksi silloin, kun pystymme esittämään alueen seuraavanlaisena

joukkona: a x b, φ (x) y φ (x), v (x, y) z b v (x, y). Tässä siis x on vakiovälillä [a, b]. Muuttujan y puolestaan sallitaan olevan kahden x:n funktion välissä. Muuttujan z taas sallitaan olla funktioiden v (x, y) ja v (x, y) välissä. Tässä on siis kolme ehtoa:. Muuttujan x rajat eivät saa riippua muista muuttujista: x on vakiovälillä.. Muuttujan y rajat saavat riippua x:stä: y on funktioiden φ (x) ja φ (x) välissä.. Muuttujan z rajat saavat riippua x:stä ja y:stä. Muuttuja z on funktioiden v (x, y) ja v (x, y) välissä. Jos alue pystytään esittämään tässä muodossa, niin haluttu integraali saadaan laskettua seuraavalla kaavalla: f (x, y, z)dxdydz b φ (x) v (x,y) a φ (x) v (x,y) f (x, y, x)dzdydx. Eli: Integroidaan funktio f (x, y, z) ensin z suhteen integrointirajoilla v (x, y) ja v (x, y). Seuraavaksi integroidaan syntynyt lauseke y:n suhteen integrointirajoilla φ (x) ja φ (x). Lopuksi integroidaan tästä syntynyt lauseke x:n suhteen välillä [a, b]. Esimerkki.. Lasketaan avaruusintegraali ()dxdydz, kun on joukko jota rajaa taso x + y + z ja koordinaattitasot x, y ja z. Nyt tämä alue pitäisi kirjoittaa yllä esitellyssä muodossa. Ratkaistaan aluksi yhtälö x + y + z muuttujan z suhteen: z ( x y). Tämä on nyt z:n yläraja. Sen alaraja saadaan ehdosta z, joten z ( x y). 4

Muuttujan y rajat puolestaan saadaan ratkaisemalla lauseke x + y + z muuttujan y suhteen: x + y + z y x z. Tässä y on suurimmillaan, kun z on pienimmillään: kun z. Yllä olevasta yhtälöstä nähdään että tällöin y x. Tämä on y:n yläraja. Muuttujan y alaraja on. Täten y on välillä [, x]. Muuttujan x rajat nähdään myös katsomalla yhtälöä x + y + z. Tästä nähdään, että x on integrointialueella suurimmillaan silloin kun y ja z ovat minimissään, eli silloin kun y ja z. Tällöin x 6. Täten x 6. Nyt kun rajat on ratkaistu, tämän funktion integrointi voidaan suorittaa suoraviivaisesti: b ()dxdydz φ (x) v (x,y) ()dzdydx a φ (x) v (x,y) x ( x y) ()dzdydx Tässä oli integroinnin vaikea osuus: kun rajat on muodostettu, etenee integrointi suoraviivaisesti: ensin integroidaan funktio f (x, y, x) muut- 5

tujan z suhteen, sitten y:n suhteen ja lopuksi x:n suhteen: x ( x y) x x ( x y) ()dzdydx (z)dydx ( x y) dydx x (y xy ) y dydx x (4y xy 6 ) y dx (4 ( x) x ( x) 6 ) ( x) dx x 8x + 4 dx 9 x 4x + 4x 6 4 + 4 4. Yllä olevassa esimerkissä siis meillä oli neljä tasoa: x, y, z ja x + y + z 4. Nämä tasot rajoittivat integrointialueen. Tehtävän haaste oli löytää sopivat integroinnin rajat. Yhtälöistä z ja x + y + z 4 oli kohtalaisen suoraviivaista ratkaista z:n rajat. Muuttujan y rajat puolestaan saatiin ratkaistua valitsemalla z yhtälössä x + y + z 4. Muuttujan vaihto: sylinterikoordinaatit Myös kolmen muuttujan funktiota f (x, y, z) integroitaessa voidaan tehdä muuttujanvaihdos. Nyt muuttujanvaihdoksessa x, y ja z korvataan lausekkeilla, jotka sisältävät muuttujia u, v ja w: x x(u, v, w) y y(u, v, w) z z(u, v, w). 6

Nyt siis x korvataan funktiolla x(u, v, w), y korvataan funktiolla y(u, v, w) ja z korvataan funktiolla z(u, v, w). Esimerkki tällaisesta muuttujanvaihdoksesta on x u + v y u v z z, jossa siis z pysyy omana itsenään, mutta muuttujat x ja y muuntuvat. Tämä on kuitenkin hyvin yksinkertainen muuttujanvaihdos. Käytännössä kaksi käytetyintä muuttujanvaihdosta avaruusintegraaleille ovat siirtyminen sylinterikoordinaatteihin ja siirtyminen pallokoordinaatteihin. Seuraavassa oletamme, että determinantin laskukaava on tuttu. Jos näin ei ole, kannattaa hyväksyä tulokset sellaisinaan. Sylinterikoordinaattimuunnos on melkein sama kuin aiemmin käsitelty siirtyminen napakoordinaatteihin. Se on seuraava muunnos: x r cos θ y r sin θ z z. Tässä siis muuttujat x ja y korvataan täsmälleen samoilla muuttujilla kuin napakoordinaattimuunnoksen tapauksessa. Muuttuja z ei tässä muunnoksessa muunnu. Tämän muunnoksen Jakobin determinantti on sama kuin napakoordinaattimuunnoksella: (x, y, z) (r, θ, z) x x x r θ z y y y r θ z z z z r θ z cos θ r sin θ sin θ r cos θ cos θ r sin θ sin θ r cos θ cos θ (r cos θ) ( r sin θ(sin θ)) ( ) r cos θ + sin θ r. 7

Täten sylinterikoordinaatteihin siirryttäessä integraali muuttuu seuraavasti: f (x, y, z)dxdydz f (r cos θ, r sin θ, z) rdrdθdz,. D jossa alkuperäinen integrointialue muuntuu sylinterikoordinaatteihin siirryttäessä alueeksi D. Sylinterikoordinaatteihin siirryttäessä on sama etu kuin napakoordinaatteihin siirryttäessä: termi x + y voidaan korvata yksinkertaisella termillä r. Tätä muunnosta kannattaa käyttää muun muassa silloin, kun integrointialue on muotoa x + y a ja c z d, eli jos integrointialue on sylinterin muotoinen. Esimerkki.. Lasketaan integraali (xy) dxdydz, jossa alue on sylinteri x + y ja z. Koska x + y r, niin muuttujan r rajat ovat r. Puolestaan muuttuja θ on tuttuun tapaan välillä [, π], koska integrointialueena on koko sylinteri eikä esimerkiksi sylinterinpuolikas. Koska muuttuja z ei muunnu sylinterimuunnoksessa mihinkään, sen rajat eivät muutu eli z. Täten integrointi sujuu tällä kertaa seuraavasti: (xy) dxdydz 4 4. π π π π π (r cos θ) (r sin θ) rdrdθdz ( ) r cos θ sin θ drdθdz 4 r4 cos θ sin θ dθdz (cos θ sin θ) dθdz (sin θ) dz Tässä integrointi suoritettiin siis koko sylinterissä, koska kulma θ oli täydellä välillään [, π]. Huomaa lisäksi, että tulos kertoo että funktio 8

f (x, y, z) xy saa keskimäärin arvon nolla tehtävän sylinterissä. Tämä johtuu käytännössä siitä, että tämän funktion negatiiviset arvot tasapainottavat sen positiiviset arvot integrointialueella. Kulma θ on usein jollakin pienemmällä välillä, kuin [, π]. lla olevassa esimerkissä lisäehto y aiheuttaa sen, että θ rajoittuu välille [, π]. Esimerkki.. Integroidaan muuttuja e x +y puolisylinterissä, jonka rajat ovat x + y 9, z ja y eli lasketaan integraali e x +y dxdydz. Tehdään sylinterimuunnos, jolloin lauseke e x +y saadaan muotoon e r. Integroinnin raja x + y 9 muuttuu muotoon r ja raja y tarkoittaa, että θ rajoittuu välille [, π]. Puolestaan raja z pysyy ennallaan. Nyt integraali lasketaan sylinterikoordinaatteihin siirtymällä seuraavasti: ( e x +y ) dxdydz π π e r r drdθdz er dθdz π e 9 dθdz ( e 9 ) π (θ) dz ( e 9 ) (zπ) ( e 9 ) π. 4 Muuttujan vaihto: pallokoordinaatit Yllä käsittelimme sylinterikoordinaattimuunnoksen, jonka voi ymmärtää napakoordinaattien yleistyksenä, kun integrointi tapahtuu avaruudessa R. Tämä muunnos on hyödyllinen, kun integrointialueena oli joukko joka on muotoa a x + y b, v (x, y) z v (x, y). Sylinterikoordinaattien hyödyllisyys perustuu siihen, että termi x + y voidaan korvata 9

termillä r. Tutkitaan nyt palloa. Pallo on alue avaruudessa, joka määrittyy yhtälöstä x + y + z a, jossa a on jokin vakio. Jos integrointialueena on pallo tai pallon osa, on usein hyödyllistä siirtyä pallokoordinaatteihin. Pallokoordinaattimuunnoksessa muuttujat x, y ja z korvataan muuttujien r, θ ja ϕ lausekkeilla seuraavasti: x r sin θ cos ϕ y r sin θ sin ϕ z r cos θ Tämä muunnos on nyt hieman monimutkaisempi kuin sylinterikoordinaattimuunnos. Sen hyödyllisyys perustuu kuitenkin samantyyliseen seikkaan kuin sylinterikoordinaattienkin hyödyllisyys. Tämä nähdään summaamalla x + y + z yhteen: x + y + z r sin θ cos ϕ + r sin θ sin ϕ + r cos ( θ ) r sin θ cos ϕ + sin θ sin ϕ + cos θ r ( ) sin θ cos ϕ + sin ϕ }{{} r sin θ + cos θ r. + cos θ Täten pallokoordinaattien hyöty on siinä, että pallomaisilla alueilla esiintyvä termi x + y + z voidaan korvata yksinkertaisella termillä r. Tämä helpottaa integrointia huomattavasti. Puolestaan pallokoordinaatiston muuttujat θ ja ϕ pitää tulkita kulmina. Myös pallokoordinaattien tapauksessa meidän pitää löytää tämän muunnoksen Jakobin determinantti. Tämän laskeminen on tällä kertaa hieman

työläämpää kuin aikaisemmin: x x x (x, y, z) (r, ϕ, θ) r ϕ θ y y y r ϕ θ z z z r ϕ θ sin θ cos ϕ r sin θ sin ϕ r cos θ cos ϕ sin θ sin ϕ r sin θ cos ϕ r cos θ sin ϕ cos θ r sin ϕ Huomataan, että viimeisellä rivillä on nolla. Täten tämä determinantti on helpointa laskea, kun sen laajentaa viimeistä riviä käyttäen: (x, y, z) (r, ϕ, θ) cos θ r sin θ sin ϕ r cos θ cos ϕ r sin θ cos ϕ r cos θ sin ϕ r sin θ sin θ cos ϕ r sin θ sin ϕ sin θ sin ϕ r sin θ cos ϕ Tästä seuraa parin rivin laskutoimituksen jälkeen, että (x, y, z) (r, ϕ, θ) r sin θ. Lopulliseen integraaliin sijoitetaan tämän Jakobin determinantin itseisarvo, eli r sin θ. Täten pallokoordinaatteihin siirryttäessä integraali muuttuu seuraavasti: f (x, y, z)dxdydz Esimerkki 4.. Lasketaan integraali D f (r sin θ cos ϕ, r sin θ sin ϕ, r cos θ) r sin θdrdϕdθ. x + y + z dxdydz, kun integrointijoukko on pallo x + y + z. Koska integrointialueessa esiintyy termi x + y + z, on pallokoordinaattimuunnos järkevä ratkaisu. Korvataan siis termi x + y + z termillä r. Täten uutta integrointialuetta rajoittaa r r. Seuraavaksi pitää päättää kulmien ϕ ja θ rajat. ina kun integroimme täydessä ympyrässä, niin kulma ϕ käy täyden kierroksen eli ϕ

π. Kulma θ puolestaan käy tällöin puoli kierrosta: θ π. Täten integroinnin rajat ovat tässä tapauksessa r ϕ π θ π. Rajojen muodostamisen jälkeen tämäkin integrointi on suoraviivaista, kunhan muistetaan sijoittaa Jakobin determinantin itseisarvo eli r sin θ tähän muunnettuun integraaliin: π x + y + z dxdydz 4 π π π π π π π 5 5 5 5 π π π π 5 (4π) π. 4 (r) r sin θ drdθdϕ r sin θ drdθdϕ r 4 sin θ dθdϕ (sin θ) dθdϕ π ( cos θ) dϕ ( cos π + cos ) dϕ () dϕ (ϕ) Tässä siis integrointialueena oli koko pallo. Jos rajoitteena on lisäksi z, niin kulmaa θ pitää modifioida siten että integrointi tapahtuu ainoastaan puolipallossa, jossa x + y + z a ja z. Tämä onnistuu rajoittamalla θ välille [, π/]. Vastaavasti rajoittamalla kulmia θ ja ϕ voidaan integroida funktioita pallon eri osissa.