Файл: Tulenko Двойные интегралы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.03.2021

Просмотров: 448

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

3.

Ïîëîâèíà

âåð

õíåé

÷àñòè

ðàññìàòðèâàåìîé

ïîâåð

õíîñòè

ïðîåêòèðó

åòñ

ÿ

íà

ïëîñê

îñòü

xOy

â

îáëàñòü

D

(ðèñ.

21).

èñ.

21

Âû÷èñëèì

åå

ïëîùàäü,

ó

ñïîëüçó

ÿ

îðìó

ëó

(16)

è

ïåðåé-

äÿ

ê

ïîëÿðíîé

ñèñòåìå

ê

îîð

äèíàò:

S

1

/

4

=

2

Z Z

D

dxdy

=

2

Z Z

r dr dϕ.

Âûáîð

ïîëÿðíîé

ñèñòåìû

ê

îîð

äèíàò

îáó

ñëîâëåí,

âî-ïåð-

âûõ,

òåì,

÷òî

ãðàíèöà

îáëàñòè

èíòåãðèðîâàíèÿ

óæ

å

çàäàíà

â

ïîëÿðíûõ

ê

îîð

äèíàò

àõ,

à

âî-âòîðûõ,

âèäîì

ñàìîé

îáëà-

ñòè

,

ê

îòîðàÿ

ÿâëÿåòñ

ÿ

ïðîñòîé

è

îïðåäåëÿåòñ

ÿ

ó

ñëîâèÿìè:

0

ϕ

π

,

0

r

a

(1 + cos

ϕ

)

.

Ñâî

äÿ

äâîéíîé

èíòåãðàë

ê

ïîâòîðíîìó

,

ïîëó÷èì

S

1

/

4

=

2

π

Z

0

a

(1+cos

ϕ

)

Z

0

r dr

=

2

2

π

Z

0

(

r

2

)


a

(1+cos

ϕ

)

0

=

=

2

2

a

2

π

Z

0

(1 + cos

ϕ

)

2

=

2

2

a

2

ϕ

|

π

0

+ 2

π

Z

0

cos

ϕ dϕ

+

46


background image

+

π

Z

0

1 + cos

ϕ

2

=

2

2

a

2

π

+ 2 sin

ϕ

|

π

0

+

π

2

+

1
4

sin 2

ϕ

|

π

0

=

=

3

πa

2

2

4

.

4.

Èò

àê,

èñê

îìàÿ

ïëîùàäü

ïîâåð

õíîñòè

ðàâíà

S

= 4

·

S

1

/

4

= 3

πa

2

2

.

Îòâåò:

3

πa

2

2

.

Çàäà

֏

äëÿ

ñàìîñòî

ÿòåëüíîãî

ðåøåíèÿ

Çàäà

ֈ

6

Âû÷èñëèòü

ïëîùàäü

÷àñòè

ïîâåð

õíîñòè:

1)

x

2

+

y

2

+

z

2

= 2

,

çàêëþ÷åííîé

âíóòðè

ê

îíó

ñà

x

2

+

y

2

=

z

2

;

2)

ê

îíó

ñà

x

2

+

y

2

z

2

= 0

,

çàêëþ÷åííîé

ìåæäó

ïëîñê

î-

ñò

ÿìè

z

= 0

è

z

=

2

x

2

+ 1

;

3)

öèëèíäðà

x

2

= 2

z

,

îòñå÷åííîé

ïëîñê

îñò

ÿìè

x

2

y

= 0

,

y

= 2

x

,

x

= 2

2

;

4)

y

=

x

2

+

z

2

,

âûðåçàííîé

öèëèíäðîì

x

2

+

z

2

= 1

è

ðàñ-

ïîëî

æ

åííîé

â

ïåðâîì

îêò

àíòå.

Óêàçàíèå:

ñïðîåêòèðîâàòü

ïîâåðõíîñòü

íà

ïëîñêîñòü

xOz

;

5)

ê

îíó

ñà

x

2

+

z

2

=

y

2

,

âûðåçàåìîé

ïëîñê

îñò

ÿìè

x

= 0

,

x

+

y

= 2

,

y

= 0

;

6)

öèëèíäðà

z

=

x

2

,

âûðåçàííîé

ïëîñê

îñò

ÿìè

x

+

y

=

2

,

x

= 0

,

y

= 0

;

7)

ñåðû

x

2

+

y

2

+

z

2

= 1

,

âûðåçàåìîé

öèëèíäðîì

ñ

îáðà-

çóþùèìè

ïàðàëëåëüíûìè

îñè

Oz

,

íàïðàâëÿþùåé

ê

îòîðîãî

ñëóæèò

êðèâàÿ

r

= sin 3

ϕ

(òðåõëåïåñòê

îâàÿ

ðîçà);

8)

ê

îíó

ñà

z

=

p

x

2

+

y

2

,

çàêëþ÷åííîé

âíóòðè

öèëèíäðà

x

2

+

y

2

= 2

x

;

9)

ñåðû

x

2

+

y

2

+

z

2

= 1

,

ðàñïîëî

æ

åííîé

ìåæäó

ïëîñê

î-

ñò

ÿìè

z

=

1

3

y

è

z

=

y

ïðè

ó

ñëîâèè,

÷òî

z

0

,

y

0

;

47


background image

10)

z

=

x

,

çàêëþ÷åííîé

âíóòðè

öèëèíäðà

x

2

+

y

2

= 4

âûøå

ïëîñê

îñòè

z

= 0

;

11)

ñåðû

x

2

+

y

2

+

z

2

= 1

,

çàêëþ÷åííîé

âíóòðè

öèëèíäðà

x

2

+

y

2

=

y

.

3.

Âû÷èñëåíèå

îáúåìà

öèëèíäðè÷åñê

îãî

òåëà

1.

àññìîòðèì

öèëèíäðè÷åñê

îå

òåëî,

îãðàíè÷åííîå

ñâåð-

õó

íåïðåðûâíîé

ïîâåð

õíîñòüþ

z

=

f

(

x, y

)

,

ã

äå

f

(

x, y

)

0

,

(

x, y

)

D

,

ñíèçó

ïëîñê

îñòüþ

xOy

,

à

ñáîêó

öèëèíäðè÷å-

ñê

îé

ïîâåð

õíîñòüþ

ñ

îáðàçóþùèìè,

ïàðàëëåëüíûìè

îñè

Oz

è

âûðåçàþùèìè

èç

ïëîñê

îñòè

xOy

îáëàñòü

D

(ðèñ.

22).

èñ.

22

Îáúåì

ò

àê

îãî

òåëà

ìî

æ

åò

áûòü

âû÷èñëåí

ïî

îðìó

ëå

V

=

Z Z

D

f

(

x, y

)

dxdy.

(19)

2.

àññìîòðèì

ïðîñòðàíñòâåííîå

òåëî

V

,

îãðàíè÷åííîå

ñâåð

õó

è

ñíèçó

íåïðåðûâíî

äèåðåíöèðó

åìûìè

ïîâåð

õíî-

ñò

ÿìè

z

=

f

(

x, y

)

è

z

=

g

(

x, y

)

,

ã

äå

(

x, y

)

D

ñîîòâåòñòâåí-

48


background image

íî,

à

ñáîêó

öèëèíäðè÷åñê

îé

ïîâåð

õíîñòüþ

ñ

îáðàçóþùèìè,

ïàðàëëåëüíûìè

îñè

Oz

(ðèñ.

23).

èñ.

23

Îáúåì

ò

àê

îãî

òåëà

ðàâåí

V

=

Z Z

D

(

f

(

x, y

)

g

(

x, y

))

dxdy

(20)

Çàäà

֏

äëÿ

ñàìîñòî

ÿòåëüíîãî

ðåøåíèÿ

Çàäà

ֈ

7

Âû÷èñëèòü

îáúåìû

òåë,

îãðàíè÷åííûõ

ïîâåð

õíîñò

ÿìè:

1)

x

2

+

y

2

= 8

,

x

= 0

,

y

= 0

,

z

= 0

,

x

+

y

+

z

= 4

;

2)

z

= 4

x

2

,

2

x

+

y

= 4

,

x

= 0

,

y

= 0

;

3)

z

= 5

x

,

x

2

+

y

2

= 9

,

z

= 0

;

4)

z

=

x

+

y

+ 1

,

y

2

=

x

,

x

= 1

,

y

= 0

,

z

= 0

;

5)

x

2

+

y

2

= 2

z

,

x

2

+

y

2

z

2

= 4

,

z

= 0

;

6)

z

= 3

x

2

y

2

,

z

= 0

;

49


background image

7)

z

+

x

2

+

y

2

= 1

,

x

= 0

,

y

= 0

,

y

= 4

,

z

= 0

;

8)

z

=

x

2

+

y

2

,

y

=

x

2

,

y

= 1

,

z

= 0

;

9)

z

=

y

2

,

x

2

+

y

2

= 4

,

z

= 0

;

10)

z

= 4

x

2

+ 2

y

2

+ 1

,

z

= 1

,

x

+

y

= 3

,

x

= 0

,

y

= 0

;

11)

y

=

x

2

,

z

= 0

,

z

= 2

y

.

Ïðèëî

æ

åíèÿ

ê

èçèê

å

1.

Âû÷èñëåíèå

ìàññû

ïëîñê

îãî

òåëà

àññìîòðèì

ïëîñê

îå

òåëî,

ê

îòîðîå

çàíèìàåò

îáëàñòü

D

ïëîñê

îñòè

xOy

è

èìååò

íåïðåðûâíî

ðàñïðåäåëåííóþ

ïîâåð

õ-

íîñòíóþ

ïëîòíîñòü

ρ

(

x, y

)

,

ã

äå

(

x, y

)

D.

Ìàññó

ýòîãî

òåëà

m

D

ìî

æíî

âû÷èñëèòü

ïî

îðìó

ëå

m

D

=

Z Z

D

ρ

(

x, y

)

dxdy.

Çàìå÷àíèå:

â

ýòîì

ñîñòîèò

èçè÷åñêèé

ñìûñë

äâîéíîãî

èíòåãðàëà.

2.

Âû÷èñëåíèå

ñò

àòè÷åñêèõ

ìîìåíòîâ

è

ê

îîð

äèíàò

öåíòðà

ò

ÿæ

åñòè

ïëîñê

îãî

òåëà

Ïó

ñòü

ïëîñê

îå

òåëî

çàíèìàåò

îáëàñòü

D

ïëîñê

îñòè

xOy

è

èìååò

íåïðåðûâíî

ðàñïðåäåëåííóþ

ïîâåð

õíîñòíóþ

ïëîò-

íîñòü

ρ

(

x, y

)

,

ã

äå

(

x, y

)

D,

òîã

äà

ê

îîð

äèíàòû

öåíòðà

ò

ÿ-

æ

åñòè

ýòîãî

òåëà

îïðåäåëÿþòñ

ÿ

èç

îðìó

ë:

x

c

=

M

x

m

,

y

c

=

M

y

m

,

ã

äå

m

ìàññà

òåëà,

à

M

x

,

M

y

ñò

àòè÷åñêèå

ìîìåíòû

òåëà

îòíîñèòåëüíî

îñåé

Ox

è

Oy

ñîîòâåòñòâåííî,

âû÷èñëÿþòñ

ÿ

ïî

îðìó

ëàì:

M

x

=

Z Z

D

y

·

ρ

(

x, y

)

dxdy,

M

y

=

Z Z

D

x

·

ρ

(

x, y

)

dxdy.

50