Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Мат. анализ. Раздел 3.doc
Скачиваний:
42
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
2.84 Mб
Скачать

4. Разложить в ряд Фурье функцию на указанном интервале.*

1) ;

2)

3) ;

4)

5) ;

6) ;

7) ;

8) ;

9) ;

10) ;

11) ;

12) ;

13) ;

14) ;

15) ;

16) ;

17) ;

18) ;

19) ;

20) ;

21) ;

22) ;

23) ;

24)

5. Методом Фурье решить уравнение колебаний конечной струны длины 1 с граничными условиямии начальными условиями

1)

;

;

2)

;

;

3)

;

;

4)

;

;

5)

;

;

6)

;

;

7)

;

;

8)

;

;

9)

;

;

10)

;

;

11)

;

;

12)

;

;

Методом Фурье решить уравнение теплопроводности стержня длины l (найти распределение тепла в любой момент времениt вдоль стержня, имеющего теплопроницаемую боковую поверхность) с граничными условиями .

13)

;

;

14)

;

;

15)

;

;

16)

;

;

17)

;

;

18)

;

;

19)

;

;

20)

;

;

21)

;

;

22)

;

;

23)

;

;

24)

;

;

Раздел 8 криволинейные и поверхностные интегралы элементы теории поля

Вопросы для самопроверки

  1. Задачи, приводящие к криволинейным интегралам. Определение криволинейных интегралов первого и второго рода, их основные свойства и вычисление. Геометрические и механические приложения. Связь между криволинейными интегралами первого и второго рода. Формула Грина.

  2. Площадь поверхности. Определение поверхностных интегралов. Их свойства и вычисление.

  3. Скалярное поле. Поверхности и линии уровня скалярного поля. Производная по направлению. Градиент скалярного поля, его координатное и инвариантное определения.

  4. Векторное поле. Векторные линии и их дифференциальные уравнения.

  5. Односторонние и двусторонние поверхности. Поток векторного поля через поверхность. Физический смысл потока в поле скоростей жидкости. Вычисление потока. Теорема Остроградского.

  6. Дивергенция векторного поля, ее инвариантное определение и физический смысл. Вычисление дивергенции. Соленоидальные (трубчатые) поля.

  7. Линейный интеграл в векторном поле. Работа силового поля. Циркуляция векторного поля. Теорема Стокса. Ротор поля, его координатное и инвариантное определения. Физический смысл ротора в поле скоростей. Условия независимости линейного интеграла от формы пути интегрирования.

  8. Потенциальное поле. Условие потенциальности поля. Вычисление линейного интеграла в потенциальном поле.

  9. Оператор Гамильтона. Операции второго порядка в векторном анализе. Оператор Лапласа, его выражение в цилиндрических и сферических координатах.

В гл.XV §1-2 вводятся понятия криволинейного интеграла первого (по длине дуги) (КИ1) и второго (в координатной форме) (КИ2) рассмотрены их свойства и приложения. Вычисление криволинейных интегралов сводится в общем случае к вычислению определенного интеграла (задача 1,2), доказана формула Грина (§3), Связывающая вычисление КИ2 по замкнутой плоской кривой L с вычислением двойного интеграла по области , ограниченной этой кривой

.

Масса дуги материальной кривой при заданной линейной плотности вычисляется с помощью КИ1

.

При вычислении циркуляции векторного поля вдоль плоского контура(задача 3) следует применить формулу Грина.

В §5, 6 гл.XV вводятся понятия поверхностных интегралов первого (ПИ1) и второго (ПИ2) рода, доказываются их свойства и приложения. В §7 доказана формула Остроградского-Гаусса, связывающая вычисления ПИ2 от векторного поля

по замкнутой поверхности с вычислением тройного интеграла по области, ограниченной поверхностью

, где.

При вычислении ПИ2 по замкнутой поверхности (задача 4), как правило применяют формулу Остроградского.

При решении задачи №5 необходимо вспомнить (гл.IX §6), что нормаль к поверхности, заданной уравнением определяется вектором

.

Производная от функции по направлению векторавычисляется (гл.VIII §14) по формуле

.

Положительным считается направление нормали к поверхности, составляющее острый угол с осью OZ.

Указание. При выполнении контрольной работы №8 приходится вычислять неопределенные (определенные) интегралы вида:

, при- нечетном удобно сделать замену; при- четном либо используют тригонометрическую подстановку, либо интегрируют по частям.

Можно найти аналогичный интеграл (для конкретных значений m, a, b) в книге: Двайт «Таблица интегралов и другие математические формулы».