ВЫЧИСЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ




Объем тела, образованного вращением вокруг оси ОХ криволинейной трапеции, ограниченной кривой , прямыми выражается интегралом

Объем тела, образованный вращением вокруг оси ОУ криволинейной трапеции, ограниченной кривой и прямыми определяется формулой

.

5.2(1). , ,

Решение .

На рис. 2 изображена область, ограниченная параболой и прямой , на рис. 3 - тело, полученное вращением вокруг оси фигуры, изображенной на рис.2.

Рис. 2. Рис. 3.

Объем тела вращения вокруг оси состоит из двух частей – тела, полученного вращением вокруг оси параболы (параболоида вращения) и конуса - тела, полученного вращением вокруг оси ОХ прямой . Следовательно,

Ответ: (куб. ед.).

5.2(2).

Решение .

На рис. 4 изображена область, ограниченная параболой и прямыми линиями: и На рис. 5 изображено тело вращения вокруг оси

Рис. 4 Рис. 5.

Согласно правилу вычисления объемов вращения вокруг оси , получим

Ответ: (куб. ед.).

ДВОЙНОЙ ИНТЕГРАЛ.

Обобщением определенного интеграла на случай функции двух переменных является двойной интеграл [2]:

.

Область интегрирования называется правильной, если прямые, проведенные через любую внутреннюю точку области параллельно осям и пересекают границу области не более чем в двух точках. Двойной интеграл от непрерывной в правильной области функции сводится к повторному интегралу [2], т.е. к последовательному вычислению двух определенных интегралов.

Задание 6. 6.1 .Изменить порядок интегрирования в повторном интеграле; 6.2. Найти среднее значение функции в области: .

6.1.а. ,

6.1.b. .

6.1. а. ,

Решение.

Опишем область интегрирования .

Уравнение нижней границы: если и , т.е. , если . Уравнение верхней границы области :

если и , т.е. , если .

Область изображена на рис.6. Область правильная, ее можно

Рис. 6 Рис. 7

 

описать и так (рис. 7):

Согласно правилу расстановки пределов в повторных интегралах, получим

.

Ответ: .

6. 1. b. .

Решение. Область интегрирования определяется соотношениями:

Кривая левая ветвь параболы (рис. 9).

Рис. 8 Рис. 9

Уравнение прямой : или

Точки - это точки пересечения параболы с прямыми и

Область состоит из двух областей: : и .

На рис. 8 указаны уравнения границ области, которые надо использовать для области, правильной в направлении оси .

Следуя правилам составления повторного интеграла, получим

Ответ:

Средним значением функции в области называется выражение

.

Здесь площадь области .

6.2. Найти среднее значение функции в области: .

Решение. Область интегрирования - прямоугольник, изображена на рис. 10. Очевидно,

Рис. 10 Рис. 11

Сведением к повторному интегралу, вычислим двойной интеграл

=

Внутренний интеграл вычисляем при фиксированных значениях « ».

Тогда

Отсюда по формуле Ньютона - Лейбница получим

Следовательно, среднее значение функции

Ответ: 1.


ТРОЙНОЙ ИНТЕГРАЛ.

Тройной интеграл - обобщение определенного интеграла на трехмерную область . Как и в двойном интеграле, он сводится к повторному (трехкратному) интегралу от непрерывной функции по правильной области Область называется правильной, если прямые, проведенные через любую внутреннюю точку области параллельно координатным осям, пересекают границу области не более, чем в двух точках.

Объем области выражается тройным интегралом

.

Задание 7. Изобразить проекцию области на координатную плоскость и область интегрирования . Вычислить объем тела, ограниченного поверхностями:

Решение.

На рис. 11, 12, 13 изображены проекции области на координатные плоскости , на рис. 14 - область .

Рис. 12 Рис. 13

Рис. 14

Объем тела вычисляем по формуле: .

Перейдем к повторному интегралу:

.

Вычисляем внутренний интеграл при постоянных значениях и :

Переходим к повторному интегралу по области :

Вычисляем внутренний интеграл по переменной

Ответ: 4 (куб. ед.).

 

КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: