Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Кратные интегралы..doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
291.84 Кб
Скачать

Вычисление объемов и площадей с помощью двойного интеграла.

  1. f(x,y) > 0

z z = f(x,y)

y П р и м е р . Вычислить объем, ограниченный

поверхностями: y = 9 – x2, x + z = 2, x = 0, y = 0,

x (D) z = 0 (x ≥ 0).

z z = 2 - x y

y = 9 – x2

9

9 y

2 0 x 2 x

x

  1. Пусть требуется вычислить площадь области (В). Рассмотрим цилиндр, основание которого совпадает с областью (D), а высота равна единице.

z V = SD ∙ h = SD.

z = 1

y

x (D)

С другой стороны, .

П р и м е р .Вычислить площадь, ограниченную линиями: y2 = x + 1, xy – 1 = 0.

x = y2 – 1, y2 – y – 2 = 0, y1 = -1, y2 = 2.

= -8/3 + 2 + 4 – 1/3 – ½ + 2 = 8 – 3 -1/2 = 9/2

y

2

x = y2-1 x = y +1

-1

x

-1

Двойной интеграл в полярных координатах.

M(ρ, φ) – полярные координаты точки М.

● M(ρ,φ) ρ – полярный радиус, φ – полярный угол.

ρ

φ

0

Формулы связи между декартовыми и полярными координатами имеют вид:

y

:

ρ y x = ρ cos φ, y = ρ sin φ

φ

0 x x

y

x = ρ cosφ, y = ρ sin φ, dS = dx dy = ρdρdφ

dρ

x

ρ ρ + dρ

ρdφ

Двойной интеграл в полярных координатах имеет вид:

П р и м е р 1 .

Найти объем, ограниченный поверхностями: x2 + y2 = 1, z = x2 + y2, z = 0.

ρ = 1

z

φ

z = x2 + y2 φ ρ

y

x

П р и м е р 2. Найти объем, ограниченный поверхностями z = x2 + y2, x2 + y2 – 2y = 0, z = 0.

z

(D)

ρ = 2sin φ

z = x2 + y2

φ

y 0 ρ x

Тройной интеграл.

Рассмотрим функцию u = f(x,y,z), в замкнутой области (V) трехмерного пространства.i

P(x, y, z) Рассмотрим задачу об определении массы тела (V) при

условии, что плотность распределения вещества не является

постоянной величиной. Рассмотрим частичный объем ∆V c массой ∆m. m/V – средняя плотность.

(V) - плотность в точке P(x, y, z).

Pii, ηi, ςi ) Разобьем объем (V) произвольным образом на частичные объемы ∆Vi. В каждом частичном объеме ∆Vi возьмем точку Pii, ηi, ςi ) и найдем f(Pi)∙∆Vi. Это произведение равно массе ячейки ∆Vi при условии, что плотность постоянна и равна плотности в точке Pi.

(V)

Составим сумму Эта сумма называется интегральной суммой.

За массу следует принять предел при условии, что все ячейки сжимаются в точки.

(*) .

λ – наибольшая из хорд, стягивающих границы ячеек.

Предел (*), если он существует, если он не зависит от способа разбиения области (V) на частичные области и от выбора точек Pi, называется тройным интегралом от функции f(x, y, z) .

Очевидно, масса тела равна

.