Вычислить криволинейный интеграл




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



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: 2019-11-10 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: