Observa que si haces el cambio a coordenadas polares, la ecuación implícita de a curva (que pertenece a la unión del cuarto cuadrante con el primer cuadrante y pasa por el origen) queda:
r4 = 4r2(cos2θ - sen2θ), luego, por identidad trigonométrica queda:
r4 = 4r2cos(2Θ), luego observa que tenemos dos opciones:
a) r = 0, que corresponde al punto de coordenadas O(0,0);
b) r ≠ 0, por lo que puedes hacer pasaje de factor como divisor, simplificas y queda:
r2 = 4cos(2Θ), luego haces pasaje de potencia como raíz (recuerda que r es positivo) y queda:
r = √(4cos(2Θ), que es la ecuación explícita de la curva en coordenadas polares,
luego, observa que la región de integración queda:
0 ≤ r ≤ √(4cos(2Θ),
- π/2 ≤ θ ≤ π/2.
Luego, pasamos a la integral (recuerda el factor de compensación o Jacobiano, |J| = r):
I = ∫∫Dxydxdy = ∫∫D rcosθrsenθrdrdθ = ∫∫D r3cosθenθdrdθ, integramos para r y queda:
I = ∫ cosθenθ [r4/4] dθ = evaluamos r y queda:
I = ∫ cosθenθ 4cos2(2θ) dθ, aplicamos la identidad trigonométrica: sen(2θ) = 2cosθenθ y queda:
I = 2 ∫ cos2(2θ) sen(2θ) dθ, que puedes resolver por medio de la sustitución (cambio de variable): w = cos(2θ) (te dejo la tarea):
Espero haberte ayudado.
