Кратные и криволинейные интегралы
Вариант 1
1. Поменять порядок интегрирования:

Решение:
Пределы интегрирования нам известны, поэтому можем найти границы области интегрирования D, состоящей из двух частей.
Итак, область интегрирования D:
1 часть:

2 часть:

Построим эти области на координатной плоскости.
Область D располагается между прямыми
и ограничена слева осью ординат, а справа ветвью параболы
(1 часть); а также между прямыми
и ограничена слева осью ординат, а справа ветвью параболы
(2 часть). На рисунке эта область
заштрихована.
Новые пределы интегрирования должны быть изменены так, чтобы внешний интеграл был от x, а внутренний – от y.
Рассмотрим область интегрирования D на рисунке.
Если ее спроецировать на ось Ox, то ее границами будут точки 0 и 1. Эти точки – пределы внешнего интегрирования.
Снизу область D ограничена параболой
, но эту функцию нужно выразить относительно переменной y.
Получим
.
Сверху область D ограничена параболой
или
.
Запишем двойной интеграл с измененным порядком интегрирования:

2. Вычислить двойной интеграл:


Решение:
Изобразим область интегрирования D на чертеже.
Выберем следующий порядок обхода:


Таким образом, перейдем к повторным интегралам:






Ответ: 1
3. Вычислить двойной интеграл:

Решение:
Изобразим область интегрирования D на чертеже.

Выберем следующий порядок обхода:


Таким образом, перейдем к повторным интегралам:




Ответ: 3
4. Найти площадь фигуры, ограниченной линиями:

Решение:
Первые две линии представляют собой окружности. Поэтому для удобства перейдем к полярной системе координат:
. Тогда все эти линии в полярной системе будут иметь вид:
1) 


2) 
Получается аналогично, то есть 
3) 


4) 
Получается аналогично, то есть
.
Изобразим фигуру, ограниченную данными линиями, в полярной системе координат.
Площадь фигуры стандартно вычисляется по формуле

Но так как мы перешли к полярной системе координат, то площадь заштрихованной фигуры будем вычислять так:

Выберем следующий порядок обхода:


Таким образом, перейдем к повторным интегралам:





Ответ:

5. Пластинка D задана ограничивающими ее кривыми,
поверхностная плотность. Найти массу пластинки.
Решение:
Так как пластинка ограничена окружностями, то для удобства перейдем к полярной системе координат:
. Тогда все эти линии в полярной системе будут иметь вид:
1) 


2) 
Получается аналогично, то есть 
3) 


4) 

Изобразим фигуру (пластинку), ограниченную данными линиями, в полярной системе координат:

Масса пластинки стандартно вычисляется по формуле

где

Но так как мы перешли к полярной системе координат, то массу пластинки будем вычислять так:

Выберем следующий порядок обхода:


Таким образом, перейдем к повторным интегралам:





Ответ:

Вычислить криволинейный интеграл

вдоль линии L: отрезок MN от точки
до точки
.

Решение:
Сделаем схематический чертеж.
Найдем уравнение прямой, которая содержит отрезок MN. Составим его по двум точкам M и N:


Сведем криволинейный интеграл второго рода к определенному интегралу. Интегрировать будем по переменной x от 2 до 4 по заданному направлению.
Найдем дифференциал уравнения прямой
.

Подставляя
в подынтегральное выражение, получим:



Ответ: 8.5