Вычислить тройной интеграл: ;
V:
Решение:
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
=
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
)
=
=
)
=
=
)
Ответ: 12,5
Приложения двойных интегралов
) Площадь плоской фигуры :
) Объем тела, ограниченного поверхностями:
)Площадь части криволинейной поверхности:
) Момент инерции относительно начала координат плоской фигуры
:
) Масса плоской фигуры переменной поверхностной плотности
Рассмотрим приложения двойных интегралов на конкретных задачах.
Пример 1
Найти площадь фигуры, ограниченной данными линиями: .
Решение:
Зададим область D неравенствами:
D:
Вычислим двойной интеграл
Ответ: S=36
Пример 2
Найти объем тела, ограниченного данными поверхностями:
Решение:
Зададим область D неравенствами:
D:
Перейдем от двойного интеграла к повторному.
=
.
Проведем поэтапное вычисление интеграла.
)
2)
Ответ:
Пример 3
Найти площадь части конуса , заключенной внутри цилиндра
Решение:
Зададим область D неравенствами в полярных координатах:
D:
Найдем частные производные:
Перейдем к полярным координатам и заменим двойной интеграл повторным:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
Ответ:
Пример 4
Найти момент инерции фигуры, заданной неравенствами:
относительно начала координат, если его плотность постоянна и равна 3.
Решение:
Зададим область D неравенствами:
,
Перейдем от двойного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
Ответ:
Пример 5
Найти массу плоской фигуры, заданной неравенствами: с переменной поверхностной плотностью:
.
Решение:
Перейдем от двойного интеграла к повторному:
.
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
)
Ответ:
Приложения тройных интегралов
кратный интеграл инерция статистический
1) Объем тела :
) Масса тела плотности:
) Моменты инерции тела относительно координатных осей и начала координат:
) Статистические моменты тела относительно координатных плоскостей ,
,
:
5) Координаты центра масс тела:
Рассмотрим приложения тройных интегралов на конкретных задачах.
Пример 1
Найти объем тела, ограниченного плоскостями
Решение:
Зададим область неравенствами:
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
3)
Ответ:
Пример 2
Найти массу тела, ограниченного плоскостями
плотности
Решение:
Зададим область неравенствами:
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Выполним поэтапное вычисление интеграла:
)
) =
)
Ответ:
Пример 3
Найдите моменты инерции тела, ограниченного плоскостями и плотностью
относительно координатных осей и начала координат.
Решение:
Зададим область V неравенствами:
Найдем момент инерции .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
=
)
Найдем момент инерции .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
)
3)
Найдем момент инерции .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
1)
2)
)
Найдем момент инерции .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
3)
Ответ:
Пример 4
Найти статистические моменты тела, ограниченного плоскостями и плотностью
относительно координатных плоскостей
,
,
.
Решение:
Зададим область V неравенствами:
Найдем статистический момент .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
1)
2)
3)
Найдем статистический момент .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
3)
Найдем статистический момент .
Перейдем от тройного интеграла к повторному:
Проведем поэтапное вычисление интеграла:
)
2)
3)
Ответ:
Пример 5
Найти координаты центра масс тела, ограниченного плоскостями и плотностью
.
Решение:
Из примера 4:
Из примера 2:
Ответ: