Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
мат.устно.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
677 Кб
Скачать
☆

13. Вычисление двойного интеграла.

Приведение двойного интеграла к повторному в случае прямоугольной области.

Теорема. Если для функции , определенной в прямоугольнике , существует двойной интеграл и – при каждом постоянном значении из - интеграл ,то существует также повторный интеграл и выполняется равенство .

Приведение двойного интеграла к повторному в случае криволинейной области.

Теорема. Если функция непрерывна в области , ограниченной снизу и сверху двумя гладкими кривыми и , а с боков – прямыми и , то выполняется равенство .

14. Криволинейные координаты на плоскости.

Координаты представляют собой величины, определяющие положение какого-либо элемента (например, точки) на плоскости, в пространстве или на ином многообразии. Необходимое число таких величин определяется размерностью пространства. Координаты вектора называют его компонентами.В трехмерном пространстве задана система координат , если каждой точке M этого пространства поставлен во взаимно однозначное соответствие набор чисел , и . (Различным тройкам чисел , и соответствуют различные точки пространства). В качестве таких чисел могут выступать декартовы координаты, цилиндрические координаты, сферические координаты и так далее. В общем случае числа , и называются криволинейными координатами точки М.

15. Замена переменных в двойном интеграле.

Для вычисления двойного интеграла   иногда удобнее перейти в другую систему координат.  Это может быть обусловлено формой области интегрирования или сложностью подынтегральной функции.  В новой системе координат вычисление двойного интеграла значительно упрощается.  Замена переменных в двойном интеграле описывается формулой

где выражение   представляет собой так называемый якобиан преобразования  , а S − образ области интегрирования R, который можно найти с помощью подстановки   в определение области R. Отметим, что в приведенной выше формуле  означает абсолютное значение соответствующего определителя.  Предполагая, что преобразование координат   является взаимно-однозначным, обратное соотношение описывается якобианом при условии, что

знаменатель нигде не равен 0.  Итак, замена переменных в двойном интеграле производится с помощью следующих трех шагов:

1)Найти образ S в новой системе координат   для исходной области интегрирования R;

2)Вычислить якобиан преобразования   и записать дифференциал в новых переменных ;

3)Заменить в подынтегральном выражении исходные переменные x и y, выполнив, соответственно, подстановки   и  .

16. Двойной интеграл в полярных координатах.

Одним из частных случаев замены переменных является переход из декартовой в полярную систему координат (рисунок 1).

Якобиан такого преобразования имеет вид

Следовательно, дифференциальный элемент в полярных координатах будет равен

Пусть область интегрирования R в полярных координатах определяется следующим образом (рисунок 2):

Тогда двойной интеграл в полярных координатах описывается формулой

Будем называть полярным прямоугольником область интегрирования, показанную на рисунке 3 и удовлетворяющую условиям

В этом случае формула замены переменных в двойном интеграле имеет вид

Будьте внимательны, чтобы не пропустить сомножитель (якобиан) r в правой части этой формулы!