Основные свойства криволинейного интеграла Формула Грина Скалярное поле и его характеристики Двойной интеграл в полярных координатах Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных

Курс практики по математике Интеграл

Задача 8. Вычислить .

Решение. Применяя тригонометрическую формулу (23)

,

получим

Двойной интеграл в полярных координатах

Если преобразование стоит в переходе к полярным координатам, то формула (6) примет вид:

.

Переход к полярным координатам эффективен, если уравнение границы области интегрирования или подынтегральная функция содержит выражение x2+y2.

Курсовые по математике, физике http://avantagehall.ru/ Лабораторные и практические работы

Если в состав подынтегральной функции или уравнения границы области входит сумма вида ax2+by2 (a>0, b>0), то используют «обобщённую» полярную систему координат:

,

тогда , а .

Пример 1. Вычислить , где D- часть круга x2+y2=R2, лежащая в I четверти.

D Перейдём к полярным координатам

Область . Следовательно,

. D

Пример 2. Найти площадь фигуры Р, ограниченной параболами y=ax2, y=bx2 (0<a<b) и гиперболами xy=p, xy=q (0<p<q).

D Площадь фигуры , но непосредственно вычислить этот интеграл трудно. Поэтому следует выполнить замену переменных.

Рассмотрим 2 семейства кривых: парабол y=ux2 (или ) и гипербол xy=v. Чтобы каждое из них заполняло фигуру Р, достаточно взять какие u, v, которые удовлетворяют неравенствам a£u£b, p£v£q. Через каждую точку фигуры Р проходит только одна парабола и только одна гипербола. Следовательно, эти два семейства кривых образуют сетку координатных линий.

Так как задание этих двух кривых (то есть параметров u и v) однозначно определяет точку фигуры Р, то u и v можно принять за криволинейные координаты точек фигуры Р:  (*)

Область Р перейдет в прямоугольник Q: a£u£b, p£v£q на плоскости uOv, т.к.

,

.

Выразим из уравнений (*) x и y и найдем якобиан.

 Û Û  Û

 

Тогда по формуле (5)

. D

Приложения двойного интеграла Площадь поверхности

Физические приложения двойного интеграла Вычисление массы плоской фигуры

Тройной интеграл Определение тройного интеграла и условия его существования Кубируемое тело и его объем Понятие объема тела произвольной формы вводится аналогично понятию площади плоской фигуры. Давая определение площади плоской фигуры, мы опирались на понятие площади многоугольника. При введении понятия объема тела за основу берется понятие объема многогранника (его считаем известным).

Вычисление тройного интеграла сведением к повторному Пусть функция f(x;y;z) непрерывна в некоторой области (V). Пусть поверхность (S), ограничивающая тело (V), пересекается не более чем в двух точках любой прямой, параллельной одной из осей координат (например Oz). Более сложные области сводятся к рассматриваемой путем разбиения на части.

Задача 18. Найти работу вектор-силы  на криволинейном пути

Решение. Работа А, совершаемая вектор-силой

 

на криволинейном пути L, есть криволинейный интеграл II рода (формула (32)), т. е.

Кривая задана параметрически, поэтому применяем формулу (31):

где

Тогда

Задача 19. Вычислить , если D ограничена линиями

Решение. На рисунке построена область D – криволинейный треугольник.

1 способ. Двойной интеграл можно вычислить по формуле (33):

Здесь

поэтому

2 способ. Можно использовать формулу (34):

Тогда 

Значит,

Между множеством вещественных чисел и точками числовой прямой существует взаимно однозначное соответствие, т.е. каждому действительному числу соответствует определенная точка числовой прямой, и наоборот, каждой точке прямой - определенное вещественное число. Множество Х, элементы которого удовлетворяют неравенству а ? x ? в, называется отрезком (или сегментом), обозначается [a, в], если элементы Х удовлетворяют неравенству а
Геометрический смысл дифференциала