
- •Определённый интеграл.
- •2.Несобственный интеграл первого рода.
- •3.Несобственный интеграл второго рода.
- •4.Двойной интеграл.
- •5. Криволинейный интеграл первого рода.
- •6.Криволинейный интеграл второго рода.
- •7.Поверхностный интеграл первого рода.
- •8.Поверхностный интеграл второго рода.
- •Тройной интеграл.
- •Универсальные свойства интегралов.
Определённый интеграл.
Определенный
интеграл обозначается символом
Формула
Ньютона Лейбница
Свойства:
2.Несобственный интеграл первого рода.
Обозначение
Определение Предположим,
что функция
задана
на бесконечном промежутке вида
и
интегрируема на любом конечном отрезке
,
где
.
Таким образом, можно рассмотреть функцию,
зависящую от верхнего предела, как от
переменной:
Если
эта функция имеет предел при
,
то число
называется значением
несобственного интеграла первого рода:
а сам определенный интеграл называется сходящимся. Если же предела не существует, то интеграл называется расходящимся и не имеет никакого числового значения.
Критерий Коши. Если
функция
интегрируема
на отрезке
>
,
то для сходимости несобственного
интеграла
необходимо
и достаточно, чтобы для любого сколь
угодно малого положительного числа
>0
существовало число
такое,
что для любых двух чисел
>
и
>
,
выполнялось неравенство
<
3.Несобственный интеграл второго рода.
Обозначение
Пусть
на полуинтервале
задана
функция
,
интегрируемая на любом отрезке,
принадлежащем данному интервалу, однако
не интегрируемая на отрезке
.
В точке
эта
функция может быть вовсе не определена
и стремиться к
,
либо вовсе не иметь никакого предела.
Рассмотрим функцию
она
определена при
.
Эта функция может иметь предел
при
(левосторонний
предел). Этот предел будем называть
значением интеграла от
по
всему полуинтервалу
и
обозначать в точности:
Определение. Пусть функция удовлетворяет указанным выше условиям на . Несобственным интегралом второго рода назовём определенный интеграл
значение которого равняется левостороннему пределу
Если этот предел существует, то несобственный интеграл называется сходящимся, а если предела не существует, то расходящимся. Расходящемуся интегралу не приписывается никакого числового значения.
4.Двойной интеграл.
Двойной
интеграл в декартовых координатах.
Пусть функция
определена
и непрерывна в замкнутой ограниченной
области D плоскости 0xy.
Разобьём
область D произвольным
образом на элементарные ячейки
,
в каждой из которых зафиксируем точку
.
Составим сумму
,
называемую интегральной, которая
соответствует данному разбиению D на
части и данному выбору точек
.
Если
существует предел последовательности
интегральных сумм
при
–диаметр
ячеек
и
этот предел не зависит ни от способа
разбиения области D на
элементарные ячейки, ни от выбора
точек
,
то он называется двойным интегралом от
функции f(x,y) по
области D и
обозначается
.
Вычисление
двойного интеграла сводится к вычислению
двукратных (повторных) интегралов. Пусть
область D ограничена
кривыми
,
,
,
,
причем
,
а функции
непрерывны
на отрезке
.
Прямая, параллельная оси 0y,
пересекает границу области D не
более чем в двух точках. Такую
область D называют
простой и правильной в направлении
оси 0y.
Тогда
,
причём сначала вычисляется внутренний
интеграл по переменной y,
а полученный результат интегрируем
по x.
Рис. 7
Если на отрезке верхняя или нижняя граница области D задаются несколькими аналитическими выражениями, то область D следует разбить на количество областей, равное числу аналитических выражений верхней (или нижней) границы области (рис. 8), причём двойной интеграл по области D в этом случае равен сумме интегралов по полученным областям.
Рис. 8
В том
случае, когда область D ограничена
кривыми
,
,
непрерывными на
,
прямыми
и
,
область D является
простой и правильной в направлении
оси 0x. Двойной
интеграл по такой области вычисляют по
формуле:
.
Рис. 9
Если
область D правильна
в направлении обеих координатных осей,
то двойной интеграл по такой области
можно вычислять в любом порядке, то
есть
.
Двойной
интеграл в полярных координатах. Пусть
область D ограничена
линией
и
лучами
и
,
где
и
–
полярные координаты точки на плоскости,
связанные с её декартовыми
координатами x и y соотношениями
,
.
В этом случае
.
Замечание. Если область D в декартовых координатах задаётся уравнением, содержащим бином x2+y2, например, x2+y2=R2, x2+y2=x,
Рис. 11
x2+y2=x2-y2 и т.д., то вычисление двойного интеграла по такой области удобнее производить в полярных координатах.