2.матан.интегралы / КриволинейныеИнт / ГеомПрилож
.pdfГеометрические приложения криволинейных интегралов
Длина кривой
Пусть C является гладкой, кусочно-непрерывной кривой, которая описывается вектором r (t), t [α, β] ,
r(t)=(x(t),y(t),z(t)). Длина кривой C выражается следующим криволинейным интегралом
где dr / dt − производная.
Если кривая C задана в плоскости, то ее длина выражается формулой
Если кривая C представляет собой график заданной явно, непрерывной и дифференцируемой функции y=f(x) в плоскости Oxy, то длина такой кривой вычисляется по формуле
Наконец, если кривая C задана в полярных координатах уравнением r = r(θ), θ [α, β] , и функция r = r(θ)
является непрерывной и дифференцируемой в интервале[α, β] , то длина кривой определяется выражением
Площадь области, ограниченной замкнутой кривой
Пусть C является гладкой, кусочно-непрерывной и замкнутой кривой, заданной в плоскости Oxy (рис.1). Тогда площадь области R, ограниченной данной кривой, определяется формулами
Здесь предполагается, что обход кривой C производится против часовой стрелки.Если замкнутая кривая C задана в параметрическом виде, r(t)=(x(t),y(t)), то площадь соответствуюшей области равна
Рис.1 |
Рис.2 |
Объем тела, образованного вращением замкнутой кривой относительно оси Ox
Предположим, что область R расположена в верхней полуплоскости y ≥ 0 и ограничена гладкой, кусочнонепрерывной и замкнутой кривой C, обход которой осуществляется против часовой стрелки. В результате вращения области R вокруг оси Ox образуется тело & (рисунок 2). Объем данного тела определяется формулами