Te piden la circulación ∮C f · ds de un campo de ℝ³ sobre una curva cerrada (o casi cerrada), y la cuenta directa es eterna o imposible: la curva es una elipse inclinada, el campo trae 2xy³z², ez² o una función φ que no conocés. El teorema del rotor la cambia por el flujo de rot f a través del trozo de plano que encierra la curva, y ahí rot f queda constante o lineal. 41 ejercicios en 41 de los 66 exámenes (nunca dos en el mismo) y en otros 6 exámenes es el camino corto de un ejercicio de circulación (tipo M, sección 4). Es también el ejercicio donde más puntos se pierden sin hacer una cuenta mal: en 23 de los 41 la orientación la elegís vos, y si no la decís y no la dibujás, el número solo no alcanza.
Cuánto pesa
| Dato | S · Stokes | Qué quiere decir para vos |
| Ejercicios (exámenes) de 66 | 41 (41) | Con los 6 de circulación que también salen por Stokes, 47 de 66 exámenes |
| Integradores 2022 a feb. 2025 (49 exámenes) | 32 | Dos de cada tres integradores del régimen viejo |
| Régimen actual (17 exámenes) | 9 | Y en 7 de esos 9, en el Ej 4 |
| 2dos parciales de primera fecha (5) | 0 | En los cinco el Ej 4 fue un flujo: Q el 28/6/25 y el 6/12/25 (los dos temas), T el 27/6/26 (los dos temas). Ver secciones 6 y 7 |
| Recuperatorios (6) · diferidos (2) | 4 (8/7/25, 16/12/25, 7/7/26, 14/7/26) · 1 (29/6/26) | Los cuatro recuperatorios lo pusieron en el Ej 4 |
| Integradores de prórroga desde 2025 (3) · libre (1) | 3 (5/8/25, 24/2/26, 3/3/26) · 1 | Los tres integradores recientes lo traen |
| Posición | Ej 4: 12 · Ej 2: 10 · Ej 1: 7 · Ej 3: 6 · Ej 5: 6 | En el régimen viejo iba en cualquier lugar (Ej 2 el más común, 10 de 32); en el actual, Ej 4 salvo el 3/3/26 (Ej 1) y el 29/6/26 (Ej 5) |
| Por año | 2022: 13 · 2023: 12 · 2024: 7 · 2025: 3 + el libre · 2026: 5 | |
| Mezclado con otro tema | M 12 · B 9 · D 1 | M: una parte gradiente o un potencial (sección 4). B: describir o parametrizar la curva intersección. D: el 8/3/22 saca los vértices del triángulo de ∇g = 0 |
| Como parte de otro ejercicio | 6 circulaciones tipo M | 27/2/24 (los dos temas), 6/8/24 (tema 1), 13/8/24 (los dos temas) y 18/2/25 (tema 2): gradiente más un resto sobre una curva cerrada; el resto sale directo o por Stokes |
El Ej 4 del régimen actual, con una salvedad
En los recuperatorios y en los integradores desde 2025 el rotor es casi fijo: 7 de sus 9 apariciones recientes son el Ej 4. Pero en los cinco 2dos parciales de primera fecha no apareció nunca, y su lugar lo ocupó un flujo. Si rendís recuperatorio, integrador o libre, preparalo como seguro; si rendís el parcial, preparalo igual (vale lo mismo y se resuelve en una carilla), pero no descuides Gauss y el flujo directo.
Los subtipos que caen
Los 41 agrupados por qué curva te dan, que es lo que decide la superficie:
| Subtipo | Veces | Fechas de ejemplo | Qué lo hace distinto |
| Curva cerrada dada por dos ecuaciones | 20 | 12/12/23, 5/8/25, 16/12/25, 3/3/26, 29/6/26 | Siempre es plana. 9 son paraboloide ∩ plano, 8 cilindro ∩ plano, 2 cilindro ∩ paraboloide (22/2/22 y 2/8/22: el plano aparece al reemplazar una ecuación en la otra) y 1 cono ∩ plano (15/2/22). La superficie es el trozo de plano; la proyección sale completando cuadrados o restando las ecuaciones. Nunca cayó una esfera |
| Borde de un triángulo | 11 | 20/12/22, 30/7/24, 8/7/25, 24/2/26, 7/7/26 | La superficie es el propio triángulo. A veces viene como «x + y + z = 3 en el primer octante»; si no, el plano sale de los tres vértices. En los 11, rot f · N quedó constante: la circulación es esa constante por el área de la proyección |
| Curva cerrada dada paramétrica | 4 | 8/2/22, 28/2/23, 11/7/23, libre 1C2025 | Hay que descubrir el plano mirando las componentes (z = 2 + 2 cos t con x = cos t da z = 2 + 2x). La orientación es la de la parametrización |
| Arco abierto que se cierra con un segmento | 4 | 16/8/22 y 9/8/22 (los dos temas de cada día) | Media circunferencia o media elipse: se cierra con el segmento que une los extremos, se aplica el teorema a la curva cerrada y se resta el segmento |
| Borde de una superficie que no es plana | 2 | 17/12/24 (tema 2), 14/7/26 | El mismo ejercicio dos veces: cuatro tramos (dos segmentos y dos arcos de parábola) sin plano que los contenga. Se usa la propia Σ: z = 5 − y², con normal (0, 2y, 1) |
Y por qué trae el campo (un ejercicio puede estar en más de una fila; esto decide si podés terminar la cuenta):
| Lo que trae el campo | Veces | Fechas de ejemplo | Qué hacés |
| Una función desconocida (φ, g o α de clase C¹) que el rotor elimina sola | 9 | 10/12/24, 4/7/23, 5/3/24, 8/7/25, libre 1C2025 | φ(x) en la primera componente, g(y²) en la segunda, φ(z) en la tercera: cada una depende sólo de la variable de su componente y sus derivadas cruzadas son 0 |
| Una función desconocida que queda en el rotor | 6 | 8/2/22, 12/7/22, 14/2/23 (los dos temas), 11/7/23, 20/2/24 | El término con g′ cae en una componente que la normal del plano multiplica por 0 (o se cancela, en el 14/2/23). Con otra superficie no se puede terminar |
| f = ∇ϕ + g (o g más «un campo de gradientes») | 9 | 7/3/23, 8/8/23, 30/7/24, 16/12/25, 3/3/26 | ∇ϕ circula 0 sobre una curva cerrada y ϕ(final) − ϕ(inicial) sobre un arco. Se trabaja sólo con g |
| … y de g sólo te dan el rotor ∇ × g | 5 | 9/8/22 (los dos temas), 7/3/23 (los dos temas), 3/3/26 | No hay campo para parametrizar: Stokes es la única vía. Dos de esos rotores son imposibles (ver las trampas) |
| Un gradiente escondido | 11 | 22/2/22, 12/12/23, 10/12/24, 5/8/25, 7/7/26 | Los términos monstruosos son ∇(x²y³z²), ∇(x³y²z²) o ∇(xyz) = (yz, xz, xy) y se cancelan en el rotor. Circula un resto chico, como (−y², y, 0) |
| Exponenciales sin primitiva (ez², ex², ecos x) | 9 | 19/7/22, 8/8/23, 8/7/25, 24/2/26 | En 8 están en la componente de su propia variable y no aportan al rotor. En el 11/7/23 ez² va en la primera componente, y se la lleva la normal del plano z = 2x. Son la señal de que no hay que parametrizar |
Y por cómo te dan la orientación:
| Cómo viene | Veces | Qué hacés |
| «Indique en un gráfico la orientación elegida» o «elija una orientación» | 23 | Elegís (lo cómodo: antihoraria vista desde arriba, normal hacia arriba), lo decís con palabras, lo dibujás y das el resultado. Conviene agregar «con el otro sentido, el opuesto» |
| «En el punto P el versor tangente tenga primera (o segunda) componente positiva (o negativa)» | 10 | Ubicás P en la proyección y mirás para dónde hay que moverse. En los 9 legibles resultó antihoraria vista desde arriba (el décimo, 14/2/23 tema 2, tiene la palabra clave tapada) |
| «Orientada según la parametrización» | 6 | Mirás cómo gira la proyección (x(t), y(t)). En los 6, antihoraria |
| Por los vértices: A → C → B (8/8/23) o A → B → C (20/12/22) | 2 | (B − A) × (C − A) es la normal compatible con A → B → C. En los dos casos apunta hacia abajo |
Preguntas que se repiten
Contado con un script sobre el texto normalizado (sin etiquetas, sin tildes, sin espacios; después con números y signos tapados y con x e y intercambiadas) y mirado a ojo. Las respuestas, verificadas calculando cada circulación directo, sin el teorema:
| Enunciado | Veces | Fechas | Cómo sale |
| «Calcule la circulación de f(x, y, z) = (y² + 2y, 2xy + ecos(y), ez²) a lo largo de la curva C definida por las ecuaciones x² + x + y² + z = 0 ∧ x + 2y + z = 0, orientada de modo tal que en el punto (0, 0, 0) el versor tangente a C tenga primera componente positiva.» | 2, textual | 19/7/22 tema 2 Ej 4 y 14/3/23 tema 1 Ej 4. El 19/7/22 tema 1 es el mismo con x e y intercambiadas | Restando, x² + (y − 1)² = 1 y el plano es z = −x − 2y; rot f = (0, 0, −2) y el sentido es antihorario: −2π. El tema 1 da 2π |
| «Calcule la circulación de f(x, y, z) = (x + z, y² − xy, y + z²) a lo largo del borde de la superficie Σ : z + y² = 5, y ≥ 0, 0 ≤ x ≤ 2, z ≥ 1.» | 2 | 17/12/24 tema 2 Ej 4 y 14/7/26 Ej 4 (sólo cambia el pedido final del gráfico) | Σ es el gráfico de z = 5 − y² sobre [0, 2] × [0, 2]; rot f = (1, 1, −y), N = (0, 2y, 1), integrando y: 4 con la normal hacia arriba |
| f = (2xy³z² − y², 3x²y²z² + y, 2x²y³z) sobre x² + y² − 2y = 0, 2y + z = 6 | 2, y una variante | 12/12/23 tema 2 Ej 3 (orientación por el tangente en (0, 0, 6)) y 29/6/26 Ej 5 (orientación a elegir). El 5/8/25 Ej 4 cambia −y² por −y y el cilindro por x² + y² − 4y = 0, 2y + z = 8 | rot f = (0, 0, 2y), N = (0, 2, 1), ∬ 2y dA sobre el disco de centro (0, 1): 2π (antihoraria). El 5/8/25: rot f = (0, 0, 1) y el área del disco de radio 2, 4π. Y el 7/7/26 usa el campo del 5/8/25 sobre un triángulo: 1 |
| «Sea f = ∇ϕ + g … Calcule la circulación f a lo largo de la curva C de ecuaciones x² − 2x + 4y² = 3 ∧ … sabiendo que ∇ × g(x, y, z) = (…)» | 3 | 7/3/23 tema 1 Ej 1 (plano 2z − y = 2), 7/3/23 tema 2 Ej 2 (x e y intercambiadas) y 3/3/26 Ej 1 (plano z + y = 2, otro rotor) | ∇ϕ no circula; el flujo de ∇ × g por el trozo de plano da 2π en los tres (antihoraria). En el 3/3/26 el rotor dado es imposible: ver trampas |
| Cilindro ∩ paraboloide con un gradiente escondido | 2 | 22/2/22 Ej 3 (x² + y² = 2y ∧ x² + y² + z = 3) y 2/8/22 tema 1 Ej 2 (x² − 4x + y² = 0 ∧ x² + y² + z = 6) | Reemplazando, la curva está en z = 3 − 2y y en z = 6 − 4x: 2π y −16π |
| «Calcule la circulación de f(x, y, z) = (x²z − y, x + y³ey, z²) a lo largo de la porción de la curva C = Σ₁ ∩ Σ₂ contenida en el semiespacio y ≥ 0…» | 2 | 16/8/22 tema 1 y tema 2 (x² + y² + z = 8 o = 18) | Media circunferencia de radio 2 (o 3) en z = 4 (o 9), cerrada con el diámetro: 4π − 64/3 ≈ −8,77 y 9π − 162 ≈ −133,73 |
| f = ∇φ + g sobre media elipse, con φ y g dados sobre una recta y ∇ × g dado | 2 | 9/8/22 tema 1 y tema 2 (x e y intercambiadas) | −12 − 2π ≈ −18,28 y 12 + 2π. Es el tercer ejemplo de abajo |
| Triángulo x + y + z = c en el primer octante con gradiente escondido o «campo de gradientes» | 4 | 10/12/24 tema 1 y tema 2 (c = 2 y c = 3, con φ), 30/7/24 tema 1 y tema 2 (c = 3, g = (xy, yz, xz) o (xz, yx, yz)) | Con N = (1, 1, 1): 2 y 9/2; −27/2 y 27/2 |
| «Sea Γ la curva de ecuaciones x² + y² − z = 0 ∧ … y sea f … Elija una orientación para Γ, indíquela claramente en un gráfico y calcule la circulación de f a lo largo de la curva.» | 3 | 4/7/23 tema 1 Ej 1 y tema 2 Ej 5 (x e y intercambiadas), y 5/3/24 tema 2 Ej 1 (paraboloide elíptico) | rot f constante en los tres: 16π, −16π y −15π (antihoraria) |
| φ(x + 3y) (o φ(3x + y)) repetida en las tres componentes | 2 | 14/2/23 tema 1 y tema 2 | Los términos con φ′ se cancelan con la normal (2, 4, 1) (o (4, 2, 1)): −28π y 28π |
| Curva paramétrica (cos t, sen t, 2 + 2 sen t) o (cos t, sen t, 2 + 2 cos t) con φ en dos componentes | 2 | 28/2/23 tema 1 Ej 2 y libre 1C2025 Ej 4 | π y −π |
| Triángulo de vértices (1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1) | 2 | 8/8/23 tema 1 Ej 1 (A → C → B, campo ∇ϕ + g) y 24/2/26 Ej 4 (orientación a elegir) | −1 en los dos (en el 24/2/26 con A → B → C) |
El patrón: en los 8 días con dos temas que traen el rotor en los dos (19/7/22, 9/8/22, 16/8/22, 14/2/23, 7/3/23, 4/7/23, 30/7/24, 10/12/24), el tema 2 es el tema 1 con x e y intercambiadas o con un número cambiado, y la respuesta sale igual, con el signo cambiado o con otra constante. Y la familia 2xy³z² (y su prima 3x²y²z²) aparece en 8 de los 41 y en 3 de los 6 de circulación tipo M: si la ves, el rotor es una línea.
La teoría que se usa
Repaso operativo. El teorema con todas sus hipótesis, la traducción de cada forma de dar la orientación y la elección de la superficie están en la guía completa, sección 12 (TP X); la circulación y los campos de gradientes, en la sección 9 (TP VII).
| Qué | Fórmula o regla | Lo que tenés que escribir para usarlo |
| Teorema del rotor | ∮C f · ds = ∬Σ rot f · n̂ dS | C cerrada, simple y suave a trozos; Σ suave a trozos y orientable, con borde C; f de clase C¹ en un abierto que contiene a Σ; n̂ compatible con el sentido de C |
| rot f = ∇ × f | (R′y − Q′z, P′z − R′x, Q′x − P′y), con f = (P, Q, R) | Las tres componentes, con cada derivada a la vista |
| Σ gráfico de z = g(x, y), (x, y) ∈ D | ∬D rot f(x, y, g(x, y)) · (−g′x, −g′y, 1) dx dy | Esa N no se normaliza: ‖N‖ ya está en el dS. Apunta hacia arriba; hacia abajo es su opuesta |
| Plano por tres puntos A, B, C | N = (B − A) × (C − A) | Es compatible con el sentido A → B → C → A |
| Regla de la mano derecha | Pulgar según la normal, los dedos dan el sentido de C | Normal hacia arriba ⇔ la proyección de C gira antihoraria vista desde arriba. Normal hacia abajo ⇔ horaria |
| Parte gradiente | rot(∇ϕ) = 0; ∮ ∇ϕ · ds = 0 en curva cerrada; ∫C ∇ϕ · ds = ϕ(B) − ϕ(A) en un arco de A a B | ϕ ∈ C² (Schwarz, para el rotor) o ∇ϕ continuo (para la regla de Barrow) |
| Rotor dado como dato | div(∇ × g) = 0 si g ∈ C² | Control de diez segundos: si la divergencia del rotor que te dan no es 0, el dato tiene una errata |
| Integrales sobre la proyección | ∬D 1 dA = área; ∬D x dA = x̄ · área | Círculo de radio a: πa². Elipse de semiejes a y b: πab. Triángulo: base · altura / 2. x̄ es la abscisa del centro (D simétrica respecto de su centro). El atajo sirve de control: el examen pide la primitiva y los límites |
Por qué se puede cambiar de superficie, y cuándo no
Si Σ₁ y Σ₂ tienen las dos borde C, cada una con la normal compatible con el mismo sentido de C, y
f es C¹ en un abierto que contiene a las dos, el teorema aplicado a cada una da ∬
Σ₁ rot
f · n̂ dS = ∮
C f · d
s = ∬
Σ₂ rot
f · n̂ dS. Por eso el enunciado nunca te dice qué superficie usar: elegís la que tiene normal constante, que casi siempre es el trozo de plano. (La otra forma de verlo: Σ₁ ∪ Σ₂ encierra un sólido y div(rot
f) = 0.) Deja de valer si
f no es C¹ en algún punto de la superficie que elegís, y si el «rotor» que te dan no tiene divergencia nula: ahí cada superficie da otro número.
El procedimiento infalible
Los exámenes piden «Todas las respuestas deben estar debidamente justificadas» y «En la resolución de integrales, cada paso de integración debe resolverse indicando la primitiva y los límites correspondientes». En un rotor eso es: las hipótesis del teorema, la superficie elegida con su borde, la orientación con su normal compatible y el dibujo.
A · Curva cerrada dada por dos ecuaciones o paramétrica (24 de los 41)
- Regularidad del campo. «f es C¹ en ℝ³»: polinomios, exponenciales y la función desconocida es C¹ por dato. Una línea, pero va.
- rot f, componente por componente. Fijate qué se fue (gradientes escondidos, φ de su propia variable). Si quedó una función desconocida, anotá en qué componente: la superficie tendrá que anularla.
- El plano y la proyección. Si una ecuación ya es un plano, despejá z = g(x, y). Si no, reemplazá una en otra (22/2/22: x² + y² = 2y en z = 3 − x² − y² da z = 3 − 2y). Si es paramétrica, buscá la relación lineal entre las componentes. La proyección D sale completando cuadrados: x² + y² − 2y = 0 ⇔ x² + (y − 1)² = 1. Si elevaste al cuadrado (el cono del 15/2/22), chequeá que no agregaste puntos.
- La superficie. Σ: z = g(x, y), (x, y) ∈ D. Escribí: «es un gráfico C¹ sobre D, suave y orientable, y su borde es C; como f es C¹ en ℝ³, vale el teorema con esta superficie (con cualquiera de borde C daría lo mismo)».
- La orientación. Traducí el dato a «antihoraria (u horaria) vista desde arriba»: ubicá el punto P en la proyección (el más bajo, el de más a la izquierda…) y mirá hacia dónde lo mueve la componente pedida. Si es a elegir, elegí y decilo. Mano derecha: antihoraria ⇔ N = (−g′x, −g′y, 1); horaria ⇔ su opuesta. Dibujá la proyección con la flecha y la normal.
- rot f · N, reemplazando z = g(x, y) si el rotor depende de z.
- La doble sobre D, en cartesianas o en polares desplazadas (x = x₀ + ρ cos θ, y = y₀ + ρ sen θ, jacobiano ρ; para una elipse, x = x₀ + aρ cos θ, y = y₀ + bρ sen θ, jacobiano abρ), con primitiva y límites.
- Resultado con su sentido («con C antihoraria vista desde arriba, ∮ = 2π; con el otro, −2π») y el control con x̄ · área.
B · Borde de un triángulo (11)
- f ∈ C¹(ℝ³) y rot f.
- El plano: N = (B − A) × (C − A), su ecuación, y despejá z (si el plano es vertical, como x = 2 en el 20/2/24, proyectá sobre el plano yz).
- La proyección es el triángulo de los vértices proyectados: su área es base · altura / 2, y si la integral no es constante, los límites salen de las rectas de los lados.
- La orientación. Si te dan A → B → C, (B − A) × (C − A) es la normal compatible: mirá si su tercera componente es positiva o negativa. Si es a elegir, tomá la normal hacia arriba y nombrá los vértices en el orden en que la proyección gira antihoraria.
- Hipótesis: el triángulo es un trozo de plano (suave, orientable), su borde son tres segmentos (cerrada, simple, suave a trozos), f ∈ C¹.
- rot f · N por el área de la proyección (si es constante) o la doble completa. Resultado con el sentido y el dibujo.
C · Arco abierto (4)
- Los extremos A = X(a) y B = X(b), y la curva que describe (media circunferencia, media elipse en un plano).
- Si hay parte gradiente, ∫C ∇φ · ds = φ(B) − φ(A): los extremos están donde te dan φ.
- Cerrar con el segmento L de B a A, elegido donde conocés el campo (el diámetro; o la recta donde te dan g, en el 9/8/22). Así C ∪ L es cerrada con un solo sentido.
- La superficie plana con borde C ∪ L y su normal compatible con el sentido de C (la de C manda).
- El flujo del rotor por esa superficie.
- El segmento parametrizado de B a A, con su integral.
- ∫C = flujo − ∫L, más la parte gradiente si la había.
D · Borde de una superficie no plana (2, el mismo ejercicio): no hay plano con ese borde, así que Σ es la superficie del enunciado. Describí los tramos del borde, tomá la normal (−g′x, −g′y, 1) hacia arriba, recorré el borde de modo que la proyección gire antihoraria y dibujá las dos orientaciones (la normal sobre Σ y las flechas del borde): el 14/7/26 las pide explícitamente.
Si te dan ∇ × g como dato (5): antes de usarlo, calculá su divergencia. Si da 0, seguí con A o C. Si no da 0 (pasó dos veces), usá igual el trozo de plano y dejá escrita la observación.
Tres ejercicios reales, paso a paso
5/8/25 (integrador) · Ej 4
Calcule ∫C f · ds, siendo
f(x, y, z) = (2xy³z² − y, 3x²y²z² + y, 2x²y³z)
y C la curva definida por las ecuaciones
x² + y² − 4y = 0, 2y + z = 8.
recorrida de modo que en el punto (0, 0, 8) el versor tangente tenga primera componente positiva.
1 · Por qué Stokes. f = (P, Q, R) tiene componentes polinómicas: es C¹ en ℝ³. Parametrizar la curva y meterla en 2xy³z² deja polinomios en seno y coseno de grado siete. Con el rotor eso desaparece.
2 · Rotor. R′y − Q′z = 6x²y²z − 6x²y²z = 0; P′z − R′x = 4xy³z − 4xy³z = 0; Q′x − P′y = 6xy²z² − (6xy²z² − 1) = 1. rot f = (0, 0, 1). Es tan limpio porque f = ∇(x²y³z²) + (−y, y, 0): el monstruo es un gradiente.
3 · La curva. x² + y² − 4y = 0 ⇔ x² + (y − 2)² = 4: cilindro de radio 2 con eje paralelo a z por (0, 2). Cortado por el plano z = 8 − 2y da una elipse cerrada y suave. (0, 0, 8) está en las dos: 0 + 0 − 0 = 0 y 0 + 8 = 8. La proyección es D: x² + (y − 2)² ≤ 4.
4 · La superficie. Σ: z = 8 − 2y, (x, y) ∈ D, el trozo de plano adentro del cilindro. Es un gráfico C¹ sobre un disco (suave, orientable) y su borde es C; f es C¹ en ℝ³, así que el teorema vale con Σ. Cualquier otra superficie de borde C daría lo mismo; ésta tiene normal constante.
5 · Orientación. (0, 0, 8) se proyecta en (0, 0), el punto más bajo de la circunferencia de centro (0, 2). Ahí, primera componente positiva es avanzar hacia x creciente: por abajo, de izquierda a derecha, o sea antihoraria vista desde arriba. Control: X(t) = (2 cos t, 2 + 2 sen t, 4 − 4 sen t) pasa por (0, 0, 8) en t = −π/2 con X′ = (2, 0, 0). Con los dedos de la mano derecha siguiendo ese giro el pulgar apunta hacia arriba: N = (−g′x, −g′y, 1) = (0, 2, 1). En el dibujo: la circunferencia proyectada, el punto (0, 0) abajo y la flecha hacia la derecha.
6 · Cuenta. rot f · N = 0 · 0 + 0 · 2 + 1 · 1 = 1. Con x = ρ cos θ, y = 2 + ρ sen θ, jacobiano ρ, ρ ∈ [0, 2], θ ∈ [0, 2π]: ∫02π ∫02 ρ dρ dθ = ∫02π [ρ²/2]02 dθ = ∫02π 2 dθ = 4π.
Resultado y control. ∫C f · ds = 4π: el área del círculo de radio 2, como tiene que ser con rot f · N = 1. El 12/12/23 y el 29/6/26 son el mismo esquema con −y² en lugar de −y y radio 1: ahí rot f = (0, 0, 2y) y da ∬ 2y dA = 2 · ȳ · área = 2 · 1 · π = 2π.
7/7/26 (recuperatorio) · Ej 4
Calcule ∫C f · ds, siendo
f(x, y, z) = (2xy³z² − y, 3x²y²z² + y, 2x²y³z)
y C el borde del triángulo de vértices (1, 0, 0), (0, −1, 1) y (0, 1, 1). Indique el sentido de recorrido considerado en el cálculo mediante un gráfico.
1 · Campo y rotor. El mismo campo del 5/8/25: C¹ en ℝ³ y rot f = (0, 0, 1).
2 · El plano. Con P₁ = (1, 0, 0), P₂ = (0, −1, 1), P₃ = (0, 1, 1): P₂ − P₁ = (−1, −1, 1), P₃ − P₁ = (−1, 1, 1) y (P₂ − P₁) × (P₃ − P₁) = (−2, 0, −2). El plano es −2(x − 1) − 2z = 0, o sea x + z = 1 (los tres vértices lo cumplen). Como gráfico: z = 1 − x.
3 · La proyección. El triángulo T del plano xy de vértices (1, 0), (0, −1), (0, 1): 0 ≤ x ≤ 1, −(1 − x) ≤ y ≤ 1 − x. Base 2 sobre el eje y, altura 1: área 1.
4 · Orientación elegida. Normal hacia arriba, N = (−g′x, −g′y, 1) = (1, 0, 1). Con la mano derecha, la proyección tiene que girar antihoraria: (1, 0) → (0, 1) → (0, −1). Entonces C se recorre P₁ → P₃ → P₂ → P₁. Control: (P₃ − P₁) × (P₂ − P₁) = (2, 0, 2), con tercera componente positiva. En el gráfico: el triángulo inclinado con las flechas en ese orden y la normal saliendo hacia arriba. Ojo: en el orden en que los da el enunciado (P₁ → P₂ → P₃) el sentido es el otro.
5 · Hipótesis. El triángulo es un trozo de plano (suave, orientable) con borde C, formado por tres segmentos (cerrada, simple, suave a trozos), y f ∈ C¹(ℝ³).
6 · Cuenta. rot f · N = (0, 0, 1) · (1, 0, 1) = 1. ∬T 1 dx dy = ∫01 ∫−(1−x)1−x dy dx = ∫01 2(1 − x) dx = [2x − x²]01 = 1.
Resultado. Recorriendo P₁ → P₃ → P₂ → P₁, ∫C f · ds = 1; en el sentido P₁ → P₂ → P₃ → P₁, −1. Las dos son correctas si el gráfico y el número dicen lo mismo.
9/8/22, tema 1 (integrador) · Ej 5
Sea f = ∇φ + g tal que φ ∈ C²(ℝ³) y g tiene componentes en C¹(ℝ³).
Calcule la circulación f a lo largo de la curva X = (1 + 2 cos(t), 2 sen(t), 1 + sen(t)), t ∈ [0, π], con la orientación dada por la parametrización, sabiendo que:
1. φ(x, 0, 1) = x²;
2. g(x, 0, 1) = (1, x, 2);
3. ∇ × g(x, y, z) = (x, 2z − y, 0).
1 · Separar. ∫C f · ds = ∫C ∇φ · ds + ∫C g · ds. La curva no es cerrada: va de X(0) = (3, 0, 1) a X(π) = (−1, 0, 1).
2 · Cómo es la curva. x − 1 = 2 cos t, y = 2 sen t, z − 1 = sen t = y/2. Está en el plano z = 1 + y/2 y se proyecta en la mitad y ≥ 0 de (x − 1)² + y² = 4, recorrida antihoraria de (3, 0) a (−1, 0).
3 · La parte gradiente. φ ∈ C², así que ∇φ es continuo y su circulación depende sólo de los extremos: φ(−1, 0, 1) − φ(3, 0, 1) = 1 − 9 = −8. Los dos extremos tienen y = 0, z = 1: justo donde el dato 1 da φ.
4 · Control del dato 3. div(x, 2z − y, 0) = 1 − 1 + 0 = 0 ✓: puede ser el rotor de un campo C².
5 · Cerrar la curva. De g sólo sabés el rotor y los valores sobre la recta y = 0, z = 1. Se cierra con el segmento L de (−1, 0, 1) a (3, 0, 1), que está sobre esa recta: σ(x) = (x, 0, 1), x ∈ [−1, 3], σ′ = (1, 0, 0). Con el dato 2, ∫L g · ds = ∫−13 (1, x, 2) · (1, 0, 0) dx = [x]−13 = 4.
6 · Superficie y orientación. C ∪ L es cerrada, simple, suave a trozos, y está entera en el plano z = 1 + y/2 (el segmento también: y = 0, z = 1). Σ: z = 1 + y/2 sobre el medio disco D = {(x − 1)² + y² ≤ 4, y ≥ 0}, de área 2π: un trozo de plano, suave y orientable, con borde C ∪ L; g es C¹ en ℝ³. Vista desde arriba, C ∪ L gira antihoraria (el arco por arriba de derecha a izquierda, el segmento por el eje x de izquierda a derecha): normal compatible hacia arriba, n = (−z′x, −z′y, 1) = (0, −1/2, 1).
7 · Flujo del rotor. Sobre Σ, 2z − y = 2 + y − y = 2: ∇ × g = (x, 2, 0) y (∇ × g) · n = −1. ∬D (−1) dx dy = −área(D) = −2π.
8 · Despeje. ∫C g · ds + 4 = −2π ⇒ ∫C g · ds = −2π − 4.
Resultado. ∫C f · ds = −8 + (−2π − 4) = −12 − 2π ≈ −18,28. Se verificó construyendo un g concreto que cumple los datos 2 y 3 y calculando la integral directo sobre la curva. El tema 2 es el mismo con x e y intercambiadas y da 12 + 2π.
Trampas
El número sin orientación
En 23 de los 41 la orientación la elegís vos y el enunciado pide «indique en un gráfico». Un «2π» sin decir el sentido, sin la normal compatible y sin dibujo no está resuelto. Escribí con palabras «C recorrida antihoraria vista desde arriba, normal (0, 2, 1)», dibujá la proyección con la flecha, y cerrá con «con el sentido opuesto, −2π».
Leer al revés el versor tangente en un punto
19/7/22, tema 1: (0, 0, 0) se proyecta en el punto de
más a la izquierda de la circunferencia de centro (1, 0), y ahí «segunda componente negativa» es bajar, que es girar
antihorario. Si lo asociás a horario te da −2π en lugar de 2π. Siempre: ubicá el punto en la proyección, dibujá la flecha que pide la componente y recién ahí decidí. En los 9 legibles el sentido pedido resultó antihorario; si te da horario, revisalo, pero no lo adivines.
El sentido por vértices no es «el del primer octante»
8/8/23 (A → C → B en el plano x + y + z = 1) y 20/12/22 (A → B → C con A = (1, 0, 0), B = (0, −1, 0), C = (0, 0, 1)): en los dos, el producto vectorial armado en el orden dado apunta
hacia abajo. En el 8/8/23 es (C − A) × (B − A) = −(1, 1, 1); en el 20/12/22, (B − A) × (C − A) = (−1, 1, −1). Tomar la normal hacia arriba por costumbre cambia el signo: el 8/8/23 da −1, no 1, y el 20/12/22 da 1, no −1.
La normal del plano no es (0, 0, 1)
7/3/23, tema 1: sobre z = 1 + y/2, ∇ ×
g = (−x, −2, 0). Con (0, 0, 1) te da 0; con la normal del plano, (0, −1/2, 1), el integrando es 1 y la circulación 2π. En el 17/12/24 la superficie es z = 5 − y² y la normal es (0, 2y, 1): con (0, 0, 1) da −4 en lugar de 4.
Normalizar la normal y olvidar el dS
15/2/22:
N = (1/2, 0, 1) va tal cual con dx dy. Si la dividís por ‖
N‖ = √5/2, el dS es (√5/2) dx dy; poner la unitaria con dx dy achica el resultado por ese factor.
No reemplazar z en el rotor
3/3/26: rot ·
n = x + z + y − 2. Sin reemplazar z = 2 − y no se ve que queda
x, y la doble sobre D te queda con una z suelta. Pasa lo mismo en el 7/3/23: y − 2z sobre z = 1 + y/2 es la constante −2.
Elegir una superficie donde la función desconocida no se va
12/7/22: rot
f = (−1, xg′(z) − zg′(x), 2x − 1). Sólo una superficie con normal sin componente y la hace desaparecer: el trozo del plano x + z = 2, con
N = (1, 0, 1). Con un pedazo del cilindro aparece g′ y la cuenta no se termina. El teorema dice que todas las superficies dan lo mismo; no dice que todas se puedan calcular.
Stokes sobre una curva abierta
16/8/22: la media circunferencia no es el borde de nada. Hay que cerrarla con el diámetro, aplicar el teorema y
restar el segmento recorrido en el sentido que cierra la vuelta. En el 9/8/22, tema 2, el segmento va de (0, 3, 1) a (0, −1, 1), hacia y decreciente, y su integral es −4, no 4.
La curva parece alabeada y es plana
22/2/22 y 2/8/22: cilindro cortado por un paraboloide. Sobre el cilindro vale x² + y² = 2y (o = 4x), y reemplazado en el paraboloide da un plano: z = 3 − 2y (o z = 6 − 4x). Sin ese reemplazo no encontrás superficie cómoda.
El área de la proyección
12/7/22: el cilindro tiene radio 2 y el disco área 4π, no π (da −8π). 5/3/24: 9x² + (y + 2)² = 9 es una elipse de semiejes 1 y 3, área 3π. 7/3/23: (x − 1)² + 4y² = 4, semiejes 2 y 1, área 2π. Y ∬ y dA sobre un disco corrido no es 0: es ȳ · área (12/12/23: 1 · π).
El rotor imposible (trampa de la cátedra)
Dos enunciados dan un ∇ ×
g con divergencia distinta de 0, y ningún
g de clase C² puede tener ese rotor:
▸
9/8/22, tema 2, Ej 5: ∇ ×
g = (x − 2z, y, 0), divergencia 2. Es el tema 1 con x e y intercambiadas, y el intercambio coherente era (x − 2z, −y, 0), que es justo el rotor del 7/3/23 tema 2. Como la normal del plano z = 1 + x/2 es (−1/2, 0, 1), la segunda componente no entra y la cuenta da lo mismo con y o con −y:
12 + 2π.
▸
3/3/26, Ej 1: ∇ ×
g = (x, x + z, y − 2), divergencia 1. Acá se rompe la independencia de la superficie: con el trozo de plano z = 2 − y el flujo da
2π, pero con la pared del cilindro elíptico entre z = 0 y el plano, más la tapa z = 0 (mismo borde, misma orientación), da −2π. La diferencia, 4π, es ∭ 1 dV sobre el sólido entre las dos, de volumen 4π.
No hay resolución de la cátedra de ninguno de los dos en las fuentes. En el banco de esta guía se resolvieron con el trozo de plano, que es la superficie que el enunciado tiene en mente. En el examen: calculá la divergencia del rotor dado; si no da 0, usá el trozo de plano y dejá escrita una línea: «div(∇ ×
g) tendría que ser 0 y da 1; tomo la superficie plana encerrada por C».
La hipótesis que nadie escribe
«
f es C¹ en un abierto que contiene a Σ». En los 41 el campo es C¹ en todo ℝ³ y la línea es gratis, pero hay que ponerla. Si el campo tuviera una singularidad que la curva rodea, como (−y, x, 0)/(x² + y²) alrededor del eje z, toda superficie con ese borde la atravesaría y el teorema no se podría usar (el último quiz).
Si te toca, lo que no puede faltar en tu hoja
(1) «
f es C¹ en ℝ³» y por qué. (2) rot
f con las tres componentes. (3) La curva: el plano que la contiene y la proyección D, con el completado de cuadrados (o el plano de los tres vértices). (4) La superficie elegida, con «gráfico C¹ sobre D, orientable, de borde C», y por qué se puede usar ésa. (5) La orientación: la traducción del dato (o la elegida) con palabras y dibujo, y la normal compatible por la regla de la mano derecha. (6) rot
f ·
N con z reemplazada. (7) La doble con primitiva y límites. (8) Si cerraste un arco, el segmento con su sentido y la resta. (9) El resultado con su sentido, y el opuesto para el otro.
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