Vamos con una orientación.
Observa que la primera ecuación corresponde a un paraboloide de revolución con eje OZ, que se extiende con su sentido positivo, y cuyo vértice es el punto A(0,0,0), y observa también que esta superficie es la frontera inferior del sólido;
observa que la segunda ecuación corresponde a un paraboloide de revolución con eje OZ, que se extiende con su sentido negativo, y cuyo vértice es el punto B(0,0,8), y observa también que esta superficie es la frontera superior del sólido;
y luego observa que tienes la expresión de la variación de la coordenada z para todos los puntos del sólido:
x2+y2 ≤ z ≤ 8-x2-y2 (1).
Luego, a fin de determinar la ecuación de la curva intersección entre ambas superficies, planteas el sistema de ecuaciones:
z = x2 + y2,
z = 8 - x2 - y2;
luego, mantienes la primera ecuación, igualas ambas ecuaciones y operas en la ecuación resultante, y queda el sistema de ecuaciones equivalente:
z = x2 + y2,
x2 + y2 = 4;
luego, reemplazas el valor del segundo miembro de la segunda ecuación en el segundo miembro de la primera, y queda el sistema de ecuaciones equivalente:
z = 4,
x2 + y2 = 4,
por lo que tienes que la curva intersección está incluida en el plano paralelo al plano OXY cuya ecuación es: z = 4,
y se trata de una circunferencia cuyo radio es 2, y cuyo centro es el punto: M(0,0,4);
luego, observa que la proyección de la curva intersección sobre el plano OXY (aquí prescindimos del eje OZ) es una circunferencia con centro C(0,0) y radio 2, cuya ecuación es: x2 + y2 = 4, y observa además que esta circunferencia es la frontera de un disco D.
Luego, como tienes la expresión de la variación de z en la doble inecuación señalada (1), planteas la expresión del volumen del sólido (E) mediante una integral doble, y queda:
V = ∫∫D ( (8-x2-y2) - (x2+y2) )*dx*dy,
distribuyes agrupamientos y reduces términos semejantes en el argumento de esta integral, y queda:
V = ∫∫D (8-2x2-2y2)*dx*dy,
extraes factor común entre los dos últimos términos del argumento de la integral, y queda:
V = ∫∫D ( 8-2(x2+y2) )*dx*dy (1).
Luego, planteas el cambio a coordenadas polares (recuerda que la región de proyección del sólido sobre el plano OXY es un disco con centro C(0,0) y radio 2), y tienes:
x = r*cosθ,
y = r*senθ,
con el factor de compensación (Jacobiano): |J| = r;
luego, sustituyes las expresiones de las variables en la integral señalada (1), operas en su argumento (observa que aplicamos la identidad trigonométrica fundamental, o pitagórica), introduces el factor de compensación, y queda:
V = ∫∫D (8-2r2)*r*dr*dθ,
y observa que los intervalos de integración son:
0 ≤ r ≤ 2,
0 ≤ θ ≤ 2π;
luego, distribuyes en el argumento de la integral, introduces los límites de integración, y queda:
V = 0∫2π0∫2 (8r-2r3)*dr*dθ;
luego, integras para la variable r (indicamos con corchetes que debes evaluar con Regla de Barrow), y queda:
V = 0∫2π [ 4r2-r4/2 ]*dθ,
evalúas (recuerda que r varía entre 0 y 2), resuelves, y queda:
V = 0∫2π 8*dθ,
extraes el factor constante, y queda:
V = 8*0∫2π 1*dθ;
luego, integras para la variable θ (indicamos con corchetes que debes evaluar con Regla de Barrow), y queda:
V = 8*[ θ ],
evalúas (recuerda que θ varía entre 0 y 2π), resuelves, y queda:
V = 16π.
Espero haberte ayudado.