1944
.pdfПримеры задач на геометрические приложения определенного интеграла
Условие задачи |
|
|
Решение |
|
|
Вычислить |
площадь фигуры, |
|
Найдём |
абсциссы |
точек |
ограниченной |
следующими ли- |
пересечения графиков данных функций. |
|||
ниями: y x2 4x , x y 4 0. |
Для |
этого решаем систему |
уравнений |
||
|
|
y |
x2 4x, |
Откуда |
находим |
|
|
|
|
||
|
Y |
y x 4. |
|
|
|
|
x1 4, x2 1. |
|
|||
|
|
|
S(x 4) (x2 4x) dx
41
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
64 |
125 |
(кв.ед.) |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
16 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
-4 |
|
1 |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Найти длину дуги кривой |
Так как x (t) 3(1 cost), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x 3(t sint), |
0 t |
|
y (t) 3sint , то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
y 3(1 cost), |
|
|
|
x 2 (t) y 2 (t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
9(1 cos t)2 |
9sin 2 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6sin |
|
|
t |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
6 |
|
|
|
2(1 cos t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Циклоида |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
l 6 |
0 |
sin |
|
|
|
|
|
dt 12cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12(ед.) |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
0 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Вычислить объём тела, |
V |
12 |
|
|
|
4 2 |
dx 16 |
12 dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
12 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
которое получается при вращении |
3 |
|
|
|
|
3 x2 |
|
x |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
OX |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
вокруг оси ОХ криволинейной |
=4 (куб.ед) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
трапеции, ограниченной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
гиперболой xy 4, прямыми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x 3, x 12 и осью абсцисс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Найти площадь поверхности |
y 3x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
вращения вокруг оси ОХ дуги |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
1/ 2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
кубической параболы y x3 при |
SOX |
2 x3 |
1 9x4 dx |
|
(1 9x4) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
27 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|||||||||||
0 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
|
|
|
|
|
61 |
(кв.ед.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
27 64 |
|
|
|
|
|
|
1728 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
|
Раздел 14. ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
Интегралы от скалярной функции |
|
|
|
|||||||||
Определение и обозначение интеграла |
Геометрический и физический смысл |
||||||||||||||
Двойной интеграл от функции f(x,y) |
Если |
z f (x, y) |
– |
уравнение |
|||||||||||
поверхности, |
ограничивающей |
ци- |
|||||||||||||
по плоской области (D): |
|
|
|||||||||||||
|
|
линдроид сверху, то |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
f (x, y)dxdy V – объем цилинд- |
|
|||||||
|
f (x, y)d lim f ( k , k ) k |
, |
|
||||||||||||
|
D |
|
0k 1 |
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|||
где k (k 1,n) – площади участков, |
роида. |
|
|
|
|
|
|||||||||
на которые разбита область D; |
– |
|
Z |
|
|
|
|
|
|||||||
наибольший из |
диаметров участков; |
|
z f (x, y) |
|
|
|
|||||||||
( k , k ) |
– произвольная точка на k -м |
|
|
|
|
|
|||||||||
участке; |
d dxdy |
– |
элемент |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
площади |
|
|
|
|
|
|
|
f ( k , k ) |
Y |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
yi |
|
i |
D |
|
|
Если |
(x,y) |
– |
плотность |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
неоднородной плоской пластины D, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
X |
|
то (x, y)dxdy mD – масса D |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
xi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тройной интеграл от функции |
|
Если |
(x, y, z) |
– |
плотность |
||||||||||
f(x,y,z) |
по объему V: |
|
|
|
неоднородного |
тела |
V, |
то |
|||||||
|
f (x, y,z)dv lim |
n |
|
|
|
V |
(x,y,z)dxdydz mV – масса V. |
|
|||||||
f ( k , k , k ) vk , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
V |
|
|
0 k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
vk (k 1,n) |
– объемы |
элемен- |
|
Z |
|
|
|
V |
|
|||||
тарных |
областей; |
( k , k , k ) |
– |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
произвольная |
точка |
на |
k -м |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
элементарном объеме; |
dv dxdydz |
– |
|
|
|
|
|
Y |
|
||||||
элемент объема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dxdydz V – объем тела V |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
81 |
|
|
|
|
|
|
Свойства |
|
|
Формула |
|||||||
Аддитивность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по |
( f (x, y) g(x, y))dxdy f (x, y)dxdy g(x, y)dxdy |
|||||||||
функции |
D |
|
|
D |
|
|
D |
|||
Аддитивность |
f (x, y)dxdy f (x, y)dxdy f (x, y)dxdy, |
|||||||||
по области |
||||||||||
D |
D1 |
D2 |
||||||||
интегрирования |
||||||||||
|
если область D D1 D2 |
|||||||||
|
|
|||||||||
Однородность |
f (x, y)dxdy |
f (x, y)dxdy |
||||||||
|
D |
|
|
D |
|
|
|
|||
Теорема |
М0 (х0, y0) D: f (x, y)dxdy f (x0 , y0 )SD , |
|||||||||
о среднем |
|
|
D |
|
|
|
||||
|
|
|
где S – площадь D |
|||||||
Интегрирование |
(x; y) D: f (x, y) g(x, y) |
f (x, y)dxdy g(x, y)dxdy |
||||||||
неравенств |
|
|
|
|
D |
|
|
D |
||
Оценка |
(x, y) D:m f (x, y) M mS f (x, y)dS MS |
|||||||||
интеграла |
|
|
|
|
|
|
D |
|||
Интеграл |
|
|
f (x, y)dxdy |
|
|
|
f (x, y) |
|
dxdy |
|
|
|
|
|
|||||||
по |
|
|
|
|
||||||
модулю |
|
D |
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечание.Свойствадвойногоитройногоинтегралованалогичны.
Физические приложения двойных и тройных интегралов
Приложения |
Двойной интеграл |
Тройной интеграл |
|
Ix |
y |
2 |
(x, y)dxdy |
Ixy |
z2 (x, y, z)dxdydz |
||||||||||||||||||
Моменты |
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Ixz |
y2 (x, y, z)dxdydz |
|||||||||||||||||||||
I y |
D |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
инерции |
x2 (x, y)dxdy |
|
|
|
|
V |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
I yz |
|
|
x |
(x, y, z)dxdydz |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M x y (x, y)dxdy |
M xy |
z (x, y, z)dxdydz |
|||||||||||||||||||||
Статические |
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
M xz y (x, y, z)dxdydz |
|||||||||||||||
моменты |
M y x (x, y)dxdy |
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
M yz x (x, y, z)dxdydz |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
Координаты |
x |
My |
|
; y |
|
Mx |
xc |
Myz |
|
; |
yc |
|
M |
xz |
; |
zc |
Mxy |
|||||||
центра тяжести |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
c |
|
m |
|
|
c |
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
D |
|
|
|
|
D |
|
|
mV |
|
|
|
|
|
|
mV |
|
mV |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
82
|
|
|
|
Вычисление двойного интеграла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
Расчетные формулы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е р ы |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
Декартова система координат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
Если область D правильная |
(x 2y)dxdy, |
где |
D ограничена |
||||||||||||||||||||
y2(x) |
|
в направлении оси ОY (т.е. |
D |
|
|
|
|
|
y 0, y x, x y 2. |
|
||||||||||||||||
|
любая |
|
|
|
прямая, |
линиями: |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
параллельная |
оси |
OY, |
|
D1 |
|
|
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
a |
|
b |
пересекает границу области |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
не |
более |
чем |
в |
двух |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
y1(x) |
|
|
точках), то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
Р е ш е н и е |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Область |
|
|
|
|
|
правильная |
в |
|||||||||
|
|
|
|
b |
y2(x) |
|
|
|
|
направлении оси ОХ: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
f (x, y)dxdy dx |
f (x, y)dy |
|
|
1 |
|
|
2 y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
D |
|
|
|
a |
y1(x) |
|
|
|
|
I dy (x 2y)dx |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Если |
область |
D |
|
0 |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
d |
|
|
1 |
|
1 |
x |
2 |
|
|
|
2 y |
dy |
|
5 |
. |
|
|||||||||
x (y) |
|
|
правильная |
|
|
в |
|
2 |
|
2xy |
y |
|
3 |
|
||||||||||||
|
|
|
направлении оси ОХ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
Область D cложная в направлении |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
(т.е. любая прямая, |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
параллельная оси ОХ, |
оси ОY: D D1 D2 . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
c |
|
x2(y) |
пересекает границу |
I f (x,y)dxdy f (x,y)dxdy |
|
||||||||||||||||||||
|
|
области не более чем |
D1 |
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|||||||||
|
|
|
|
в двух точках), то |
1 |
x |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 x |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
dx (x |
2y)dy dx (x 2y)dy |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x2(y) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
3 |
|
f (x, y)dxdy dy f (x, y)dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
D |
|
|
|
с x1(y) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полярная система координат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
r1( ) |
|
|
|
Если |
область |
D |
Вычислить площадь фигуры, |
|
||||||||||||||||||
|
|
r2( ) |
правильная (т.е. луч, |
ограниченной линиями |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
r a(1 cos ), |
r acos . |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
выходящий |
из |
полюса, |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
пересекает |
ее |
границу |
Р е ш е н и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
не более |
чем |
в |
двух |
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
точках), то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
D1 |
|
2a |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 |
r2( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x, y)dxdy f (r, )rdrd d |
rf (r, )dr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
D |
|
|
D |
|
1 |
r1( ) |
|
|
S rdrd |
2 rdrd 2 rdrd |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
D1 |
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
a(1 cos ) |
|
|
a(1 cos ) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 d |
|
|
|
rdr |
d |
|
rdr 5 a2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
acos |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычисление тройного интеграла
|
|
Формулы |
|
|
|
П р и м е р |
|
Пусть областью интегрирования V |
|
||||||
является тело, ограниченное снизу |
Вычислить (x z)dxdydz, |
||||||
поверхностью |
z z1(x, y), |
сверху |
– |
V |
|||
поверхностью |
z z2 (x, y), |
причем |
гдеобластьVограниченаплоскостями |
||||
x 0, y 0, z 1, x y z 2. |
|||||||
z1(x, y) и z2 (x, y) – непрерывные |
|
||||||
функции |
в |
замкнутой |
области |
D, |
Z |
||
являющейся |
проекцией |
тела |
на |
||||
|
|||||||
плоскость |
ОXY. Тогда |
область V |
– |
2 |
|||
правильная в направлении оси OZ. |
|
||||||
|
x y z 2 |
|
Z |
|
|
z2(x,y) |
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
z1(x,y) |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Y |
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
X |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Р е ш е н и е |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
В декартовых координатах |
Область V является правильной в |
|||||||||||
|
направлении оси ОZ. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
f (x, y, z)dxdydz dxdy |
z2(x,y) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
f (x, y,z)dz |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
||||
V |
|
D |
z1(x,y) |
1 |
x y 1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
В цилиндрических координатах |
|
|
|
|
||||||||
|
|
D |
|
|
|
|
|||||||
f (x,y,z)dxdydz |
|
|
1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
X |
|
|||||||
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (rcos ,rsin ,z)rdrd dz |
Ее проекция D на плоскость ОXY |
||||||||||||
|
V |
|
|
|
|
является |
правильной |
в |
|||||
|
|
z2 |
|
направлении оси OY. |
|
|
|
||||||
rdrd f (r, ,z)dz. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
D |
z1 |
|
|
|
|
|
|
2 x y |
|
|||
|
В сферических координатах |
(x z)dxdydz dxdy (x z)dz |
|||||||||||
|
М |
|
|
|
D |
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
1 x |
2 x y |
1 |
|
|
||
|
f (x, y,z)dxdydz |
|
dx dy |
(x z)dz |
|
|
|||||||
|
4 |
|
|
||||||||||
V |
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f ( cos sin ; sin sin ; cos )
V
2 sin d d d
84
|
Определение и обозначение |
|
Геометрический и физический смысл |
||||||||||||||||||||
|
|
|
интеграла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Криволинейный интеграл I |
|
Если |
(x,y) |
|
– |
плотность |
|||||||||||||||||
|
неоднородной материальной кривой L, |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
рода от функции f(x,y) по кривой |
то (x, y)dl m– |
|
|
|
масса |
плоской |
|||||||||||||||||
(L) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
n |
|
|
|
кривой , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
f (x, y)dl lim |
|
|
|
dxdy l– длина плоской кривой L. |
||||||||||||||||||
|
f ( k , k ) lk , |
|
|||||||||||||||||||||
|
L |
|
0k 1 |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
|
|
|
|
|
– длины дуг, |
на |
Если |
y f (x,y) |
– |
направляющая |
||||||||||||
|
lk (k 1,n) |
||||||||||||||||||||||
|
цилиндрической |
|
|
|
|
поверхности, |
|||||||||||||||||
которые разбита кривая; |
– |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
образующая которой параллельна оси |
|||||||||||||||||||||||
наибольшая из длин дуг; |
( k , k ) – |
ОZ, |
то f (x,y)dl Q – |
площадь |
|||||||||||||||||||
произвольная точка на k -м участке. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Y |
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
поверхности, |
задаваемой |
функцией |
|||||||||||
|
|
lk |
|
|
|
y f (x,y). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
A |
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Поверхностный |
интеграл I рода |
Если |
(x, y, z) |
– |
плотность |
||||||||||||||||||
от |
функции |
f(x,y,z) |
|
по |
распределения массы |
материальной |
|||||||||||||||||
поверхности: |
|
|
|
|
|
поверхности |
, |
то |
(x, y,z)d m– |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x, y, z)d lim f ( k , k , k ) k , |
масса поверхности. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
0k 1 |
|
|
|
|
Z |
k |
|
|
|
|
|
|
||||||||
где |
|
k (k |
|
) |
− |
площади |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1,n |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
участков, на которые разбита |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
поверхность ; – наибольший из |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
диаметров участков; |
( k , k , k ) |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|||||||||
произвольная точка на k -м участке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d S – площадь поверхности |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85
Свойства |
|
|
Формула |
|
|
|||||
Аддитивность |
( f1(x, y) f2(x, y))dl f1(x, y)dl f2(x, y)dl |
|||||||||
по функции |
L |
|
|
|
|
L |
|
L |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Аддитивность |
f (x,y)dl |
f (x,y)dl f (x, y)dl , |
||||||||
по области |
L |
|
L1 |
|
|
|
|
L2 |
|
|
интегрирования |
где путь интегрирования L L1 L2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Однородность |
|
c f (x,y)dl c f (x,y)dl |
||||||||
|
|
L |
|
|
|
|
L |
|
|
|
Теорема |
М0(х0, y0) L, f (x,y)dl |
|
f (x0,y0) l |
|||||||
о среднем |
|
|
|
L |
|
|
||||
Интегрирование |
(x;y) L : f (x,y) g(x, y) f (x,y)dl g(x,y)dl |
|||||||||
неравенств |
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
L |
Интеграл |
|
|
f (x, y)dl |
|
|
|
f (x,y) |
|
dl |
|
|
|
|
|
|
||||||
по |
|
|
|
|
|
|||||
модулю |
|
|
Д |
|
|
L |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Незваисимость |
|
|
f (x,y)dl f (x, y)dl |
|||||||
интеграла от |
|
|
AB |
|
|
BA |
|
|
||
направления пути |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
интегрирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечание. Свойства криволинейного и поверхностного интегралов I рода аналогичны.
Физические приложения интегралов I рода
Приложения |
Криволинейный интеграл |
|
Поверхностный интеграл |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Ix y2 (x,y)dl |
|
|
|
Ix (y2 z2) (x,y,z)d |
|||||||||||||||||||||
Моменты |
|
|
|
|
|
|
2 |
z |
2 |
) (x,y,z)d |
||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
Iy (x |
|
|
|
||||||||||||||
инерции |
Iy x2 (x,y)dl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
Iz (x2 y2) (x, y,z)d |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Mx y (x,y)dl |
|
|
|
|
Myz x (x,y,z)d |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Статические |
|
|
|
|
Mxy |
z (x,y,z)d |
|
|
||||||||||||||||||
My |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
моменты |
x (x,y)dl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
Mxz y (x,y,z)d |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Координаты |
x |
My |
|
y |
|
M |
|
|
|
|
Myz |
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
Mxy |
|||
центра |
; |
|
x |
|
|
|
; y |
|
|
|
xz ; |
z |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
c |
m |
|
c |
|
m |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тяжести |
|
|
|
|
|
|
c |
|
mV |
|
|
|
c |
|
|
|
mV |
|
|
c |
|
mV |
|
|||
|
D |
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86
Вычисление криволинейного интеграла I рода
Формулы |
П р и м е р |
1.Параметрическое представление
кривой интегрирования: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислить |
|
|
xy2dl , |
|
где |
L – |
||||||||||||||||||||||||||||
x x(t), y y(t),t t1,t2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отрезок |
|
|
|
прямой |
|
|
между |
||||||||||||||||||||||
f (x, y)dl f (x(t), y(t)) |
|
|
2 |
y |
|
2 |
|
|
|
точками О(0;0) и А(4;3). |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x (t) |
|
|
(t) dt |
Р е ш е н и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
L |
t1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
2. |
Явное |
|
|
представление |
|
кривой |
Уравнение прямой ОА есть |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
интегрирования: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
0 x 4. |
|
|
Кривая |
|||||||||||||||||||||
y y(x), |
x a,b . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
x, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
f (x, y)dl f (x, y(x)) 1 y (x) 2 dx |
|
|
|
|
|
|
|
задана явно. |
x |
. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
L |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
3. |
Полярное |
представление |
|
кривой |
xy |
dl |
x |
|
|
x |
|
|
1 |
|
|
dx |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
интегрирования: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
4 |
|
|
|
|
|
4 |
|||||||||||||||
r r( ), , . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3dx 45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r 2 d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
f (x, y)dl f (r cos ,rsin ) r2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
Вычисление поверхностного интеграла I рода |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Формулы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Если |
поверхность |
|
|
задана |
|
|
на |
|
|
|
|
|
|
Вычислить (x 3y 2z)d , |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
области D плоскости OXY функцией |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
z z(x, y), то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где – часть плоскости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
f (x, y,z)d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x 3y 2z 4 0, |
расположенной в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первом октанте. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
f (x, y,z(x, y)) |
|
1 zx 2 |
zy 2 |
dxdy |
|
|
Р е ш е н и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запишем уравнение плоскости в виде |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z 2 2x |
3 |
y . Находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Z |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zx 2, zy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x 3y 2z)d = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x 3y 4 4x 3y) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 4 |
9 |
dxdy |
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87
Криволинейные и поверхностные интегралы II рода (по координатам)
|
|
Определение и обозначение |
Геометрический и физический смысл |
|||||
|
|
интеграла |
|
|
|
|
|
|
Криволинейный интеграл II рода |
Если |
|
P(x, y)i Q(x, y) j |
– |
вектор |
|||
F |
||||||||
от векторной функции |
силы, |
перемещающей |
точку по |
|||||
кривой L, то Pdx Qdy A – |
работа |
|||||||
|
|
P(x, y)i Q(x, y) j поплоской кривой: |
||||||
|
F |
|||||||
|
|
n |
|
|
L |
|
|
|
|
|
переменной силы по перемещению |
||||||
|
P(x, y)dx Q(x, y)dy lim (P( k , k ) xk |
|||||||
|
точки вдоль кривой, |
|
|
|||||
L |
0 k 1 |
|
|
Q( k , k ) yk ),
где xk – проекция элементарной |
Y |
Fk |
|
B |
|
||
дуги lk |
на ось ОХ; yk – проекция |
yk |
sk |
|
|
||
|
|
|
|
||||
элементарной дуги lk на ось OY; |
|
A |
xk |
|
X |
||
( k , k ) |
– произвольная точка на k -м |
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|||
участке. Если, sk xk i yk j , то |
Pdx Qdy S(D) – площадь |
||||||
P(x, y)dx Q(x, y)dy Fds. |
2 |
D |
|
|
|
||
области D, где |
D – |
граница |
|||||
L |
L |
||||||
Pdx Qdy – криволинейный |
области D |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
интеграл по замкнутой кривой L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Поверхностный интеграл II рода от |
Если |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
векторной функции |
|
|
F |
P(x, y,z)i Q(x, y,z) j R(x, y,z)k – |
|||||||||||||
F P(x, y, z)i Q(x, y, z)j R(x, y, z)k |
вектор скорости |
потока |
|
жидкости, |
|||||||||||||
протекающей |
через двустороннюю |
||||||||||||||||
по поверхности: |
|
|
|||||||||||||||
|
|
поверхность |
, |
одна |
из |
сторон |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
F n d (Pcos Qcos Rcos )d которой |
выбрана |
для |
построения |
||||||||||||||
|
|
|
|
нормалей, |
|
то F nd П |
|
– |
поток |
||||||||
Pdydz Qdzdx Rdxdy, |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
жидкости |
через выбранную сторону |
||||||||||||
где |
|
cos i i cos i |
j cos ik − |
||||||||||||||
ni |
поверхности |
|
|
|
|
|
|||||||||||
единичный вектор нормали к i ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Z |
|
n |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Fi |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ni |
|
|
|
|
|
|
||
X |
|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
F nd |
– интеграл |
по замкнутой |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88
|
|
|
Свойства |
|
|
|
|
|
|
|
Формула |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Однородность |
|
|
|
|
|
|
|
Fds с Fds |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Аддитивность по области |
|
|
|
Fds Fds |
Fds |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
интегрирования |
|
|
|
|
AB |
AC |
|
|
CB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Аддитивность по функции |
|
|
(F1 F2 )ds |
F1ds F2ds |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
интегрирования |
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
L |
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Изменение знака интеграла при |
|
|
Pdx Qdy Pdx Qdy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
изменении направления пути |
|
|
АВ |
|
|
|
|
|
BA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
интегрирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Независимость криволинейного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
интеграла II рода по замкнутой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
кривой от выбора начальной точки |
|
|
|
|
|
ACA |
CAC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Условие независимости |
|
|
Р |
|
Q |
|
– условие Грина |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
криволинейного интеграла II рода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
от пути интегрирования |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Замечание. |
Свойства |
аддитивности |
и |
|
однородности |
||||||||||||||||||||||||
|
криволинейного и поверхностного интегралов II рода аналогичны. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Теоремы о связи между интегралами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Теорема |
|
|
|
|
|
|
|
Формула связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Формула Грина |
|
|
P(x, y)dx Q(x, y)dy |
|
Q |
P |
)dxdy, |
||||||||||||||||||||||
|
о |
связи |
между |
двойным |
|
( |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
интегралом по области D и |
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
x |
y |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
криволинейным |
интегралом по |
|
где |
интегрирование |
вдоль |
|
|
кривой |
||||||||||||||||||||||
|
границе этой области L |
|
|
производится |
в |
|
|
|
положительном |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
направлении (т.е. при движении вдоль |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
кривой область D остается слева) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos |
|
cos |
cos |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
Формула Стокса |
|
|
Pdx Qdy Rdz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d , |
|||||||||||||
|
|
|
|
dx |
|
|
y |
|
z |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
о связи между поверхностными и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
Q |
|
R |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
криволинейными интегралами II |
|
где |
L |
– |
граница |
поверхности |
|
|
|
и |
|||||||||||||||||||
|
|
|
рода |
|
|
интегрирование |
|
вдоль |
|
|
кривой |
|
|
|
L |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
производится |
в |
|
|
|
положительном |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
направлении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Формула Остроградского-Гаусса |
|
Рdydz Qdxdz Rdxdy Px Qy Rz dxdydz, |
||||||||||||||||||||||||||||
|
о |
связи |
между |
поверхностным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|||
|
интегралом II рода по замкнутой |
|
где |
|
– |
|
граница |
области |
|
|
|
|
и |
||||||||||||||||||
|
поверхности |
с |
тройным |
|
интегрирование |
по |
|
производится |
по |
||||||||||||||||||||||
|
интегралом |
по |
объему, |
|
внешней стороне поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
ограниченному этой поверхностью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
89