Добавил:
Developer Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Райцин / Матан ответы тест

.pdf
Скачиваний:
105
Добавлен:
16.01.2023
Размер:
766.72 Кб
Скачать

1)нет;

2)12 x2 yz c ;

3)12 ( y2 z z2 y) x c ;

#4) 12 ( y2 z2 2x) c ;

5)12 ( y2 z2 2x) c ;

3.16.3.Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да,

найти его скалярный потенциал.

 

 

 

z

 

z

 

1

 

 

 

 

 

F

 

;

 

;

 

 

x2 y

xy2

 

 

 

 

 

 

xy

1)нет;

2)z 1 1 c ;x y

3)

z

c ;

x2 y2

#4) xyz c ;

5)z2 c xy

3.16.4.Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да, найти его скалярный потенциал.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

F x xz2

;

 

; z zx2

 

y

 

 

 

 

 

 

1)нет;

2)x2 xz z2 ln y c ;

3)12 (x2 xz z2 ) ln y c ;

4)12 (x2 z2 ) ln y c ;

#5) 12 (x2 z2 x2 z2 ) ln y c

3.16.5. Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да, найти его скалярный потенциал.

F2xy z; x2 2 y; x

1)нет;

31

2) xy2 y2 12 z2 c ; #3) x2 y y2 xz c ;

4)x2 y y2 12 x2 z c ;

5)xy2 y2 xz c

3.16.6.Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да,

найти его скалярный потенциал.

Fxy; yz; zx

1)12 x2 y y2 z z2 x c

2)xyz c

3)12 y2 x z2 y x2 z c

#4) не является

5)12 z2 x c

3.16.7.Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да,

найти его скалярный потенциал.

F y; x z; y z

#1) xy yz z2 c

2

2) не является

3) xy yz y2 c

2

4) yz xz z2 c

2

5) xy yz x2 c

2

3.16.8. Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да, найти его скалярный потенциал.

F yz; xz; xy #1) xyz c

2)12 x2 y y2 z z2 x c

3)12 x2 z y2 x z2 y c

4)не является

32

5)12 x2 y z 12 y2 x z 12 z2 x y c

3.16.9.Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да,

найти его скалярный потенциал.

F 1 ; 1 ; 1x y z

1) ln x z ln y z ln x y c

2) ln

xy

ln

xz

ln

xy 2

c

z

y

z

 

 

 

 

3) не является

#4) ln xyz c

5)xln y y ln z z ln x c

3.16.10.Является ли векторное поле F P;Q; R потенциальным? Если да,

найти его скалярный потенциал.

F xz2 ; yz2 ; x2 y2 zy

#1) 12 z2 x2 y2 c

2)12 x2 y2 z2 c

3)12 y2 x2 z2 c

4)не является

5)12 x2 y2 x2 z2 y2 z2 c

3.17. Теория

3.17.1. Двойной интеграл

 

a x b

,

f x, y dxdy , где D – прямоугольник

 

 

 

D

c y d

 

 

 

 

 

 

 

вычисляется по формуле:

 

 

 

b

d

 

 

 

1) f x, y dxdy dy f

x, y dx

 

 

D

a

c

 

 

 

 

b

 

d

 

 

2) f x, y dxdy f x, y dx dy

 

 

D

a

 

c

 

 

 

b

d

 

 

 

#3) f x, y dxdy dx f x, y dy

 

 

D

a

c

 

 

 

33

 

d

 

 

b

 

 

4) f x, y dxdy f

x, y dy dx

 

 

D

c

 

 

a

 

 

 

b

 

 

d

 

 

5) f x, y dxdy f

x dx f y dy

 

 

D

a

 

 

c

 

 

3.17.2. Двойной интеграл

f x, y dxdy , где D – произвольная область,

 

 

 

 

D

 

 

ограниченная сверху - графиком y 2 x

, а снизу – графиком

y 1 x ,и прямыми x a , x b , вычисляется по формуле:

 

b

d

 

 

 

 

1) f x, y dxdy dy f

x, y dx

 

 

D

a

c

 

 

 

 

 

b

2 x

 

 

 

2) f x, y dxdy dy

 

f x, y dx

 

 

D

a

1 x

 

 

 

 

b

2

x

 

 

#3) f x, y dxdy dx

f x, y dy

 

 

D

a

1 x

 

 

 

 

b

1 x

 

 

4) f x, y dxdy dx

 

f x, y dy

 

 

D

a

2 x

 

 

 

2 x

b

 

 

5) f x, y dxdy

 

dx f x, y dy

 

 

D

1 x

a

 

 

3.17.3. Двойной интеграл

f x, y dxdy , где D – произвольная область,

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

x r cos

вычисляется по формуле:

в полярной системе координат

 

 

 

 

 

y r sin

 

 

#1) f x, y dxdy f r cos ,r sin rdrd

 

D

D

2)

f x, y dxdy f r cos ,r sin drd

 

D

D

3)

f x, y dxdy f r cos ,r sin r2drd

 

D

D

4)

f x, y dxdy f r cos ,r sin r2 sin drd

 

D

D

5)

f x, y dxdy f r cos ,r sin r sin drd

 

D

D

34

3.17.4.Для объемной области, представленной на рисунке, тройной интеграл вычисляется по формуле:

 

 

a

(x)

 

H x, y

 

1)

f x, y, z dxdydz dx

 

dy

 

 

f x, y, z dz

 

V

b x

 

h x, y

 

 

 

 

b

(x)

 

H x, y

#2) f x, y, z dxdydz dx

dy

 

f x, y, z dz

 

V

 

a x

 

h x, y

 

 

 

b

(x)

 

h x, y

 

3)

f x, y, z dxdydz dx

 

dy

 

 

f x, y, z dz

 

V

a x

 

H x, y

 

 

 

b

 

(x)

 

H x, y

 

4)

f x, y, z dxdydz dx

 

dy

 

 

f x, y, z dz

 

V

a x

 

h x, y

 

 

 

b

 

(x)

 

H x, y

 

5)

f x, y, z dxdydz dy

 

dx

 

 

f x, y, z dz

 

V

a x

 

h x, y

 

3.17.5. Если в пространственной области (V) задана функция f x, y, z и

область (V) разбита с помощью сети поверхностей на конечное число областей V1,V2...,Vn , имеющих соответственно объемы V1, V2..., Vn , и в

каждой из областей Vi выбирается произвольно точка Mi xi , yi , zi , в которой вычисляются значения f Mi f xi , yi , zi , то тройным интегралом называется:

35

max Vi 0

f xi , yi , zi dVi

1)

lim

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

#2)

lim

 

f xi , yi , zi Vi

 

max Vi 0

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

n

xi , y j , zk Vi

3)

lim

 

f

max Vi 0

i 1

j 1

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

n

 

4)

lim

 

xi y j f xk , yk , zk zk

max Vi

0

i 1

j 1

k 1

 

 

 

 

 

 

n

n

n

 

5)

lim

 

f

xk , yk , zk zk

max Vi

0

i 1

j 1

k 1

 

 

 

 

 

3.17.6. Криволинейным интегралом первого рода f x, y dl называется

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

n

 

 

 

 

 

1)

lim

f

xi , yi xi yi , где max li ;

 

0 i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

#2) lim f xi , yi

li ;

 

 

 

0 i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

3)

lim

 

f xi , yi xi

yi ;

 

0 i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

f

xi , yi

 

 

 

 

4)

lim

xi

yi ;

 

0 i 1

 

 

 

 

 

5)

lim

 

f x, y d

 

 

 

 

 

0

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.17.7. Если кривая (L) задать параметрически, т.е. x t , y t t a,b , то криволинейный интеграл первого рода вычисляется

по формуле:

 

b

 

 

1) f x, y dx f t , t dt ;

L

a

 

 

 

b

 

 

 

 

 

#2) f x, y dx f t , t

' t 2 ' t 2 dt ;

L

a

 

 

36

 

b

3) f x, y dx f t , t ' t dt

L

a

 

b

4) f x, y dx f t , t ' t dt

L

a

 

b

5) f x, y dx f t , t ' t ' t dt

L

a

3.17.8. Если функции P x, y и Q x, y непрерывны в области (D), ограниченной контуром (L), то справедлива формула Грина:

#1)

 

Q

 

P

Pdx Qdy

 

x

 

y

dxdy

 

D

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

Q

 

 

2)

x

 

 

dxdy Pdx Qdy

D

 

 

y

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

P

 

 

3)

x

 

 

dxdy Pdx Qdy

D

 

 

y

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

P

 

 

4)

y

 

 

dxdy Pdx Qdy

D

 

 

x

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

P

 

 

5)

y

 

 

dxdy Pdx Qdy

D

 

 

x

L

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Если кривая (L) задать параметрически, т.е. x t , y t

3.17.9.

t a,b , то криволинейный интеграл второго рода вычисляется по формуле:

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

1) P x, y dx Q x, y dy P t , t Q t , t ' t dt

 

 

 

L

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

2) P x, y dx Q x, y dy P t , t ' t Q t , t dt

 

 

 

L

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

P x, y dx Q x, y dy

 

 

3)

 

 

P

t , t

' t Q

t , t '

t

dt

 

L

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

4) P x, y dx Q x, y dy P t , t ' t Q t , t dt

 

 

L

 

a

 

 

 

 

 

 

37

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P x, y dx Q x, y dy

 

 

#5)

 

 

 

 

P t , t

 

Q

t , t ' t

dt

 

 

 

L

 

 

a

 

 

 

 

 

 

3.17.10. Если функция f P

, P x, y, z непрерывна в замкнутой области

 

 

 

 

 

 

 

объема V, то найдется точка Pc , такая, что будет справедлива

 

 

 

 

 

 

формула:

 

 

 

 

 

 

 

#1) f P dv f Pc V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

1

 

 

f P dv f P V

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

V f P dv f Pc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

f P dv f Pc / V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

 

f P dv f Pc V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.17.11.Тройной интеграл

f x, y, z dxdydz , где V – произвольная область,

 

 

V

 

 

x r cos

 

 

 

 

в цилиндрической системе координат y r sin вычисляется по

 

 

 

 

 

z z

 

формуле:

 

1) f x, y, z dxdydz f r cos ,r sin , z d drdz

V

V

 

2)

f x, y, z dxdydz f r cos ,r sin , z r2drd dz

V

V

 

3)

f x, y, z dxdydz f r cos , r sin , z r sin drd dz

V

V

 

#4) f x, y, z dxdydz f r cos ,r sin , z rdrd dz

V

V

 

5)

f x, y, z dxdydz f r cos ,r sin , z d drdz

V

V

 

3.17.12. Тройной интеграл

f x, y, z dxdydz , где V – произвольная

 

 

V

x cos sin

область, в сферической системе координат y sin sin

z cos

38

вычисляется по формуле:

1) f x, y, z dxdydz f ( cos sin , sin sin , cos )d d d ;

V V

2) f x, y, z dxdydz f ( cos sin , sin sin , cos ) d d d

V V

#3) f x, y, z dxdydz f ( cos sin , sin sin , cos ) 2 sin d d d

V

 

V

 

 

4) f x, y, z dxdydz

f ( cos sin , sin sin , cos ) 2 cos d d d

V

 

V

 

 

5) f x, y, z dxdydz

f ( cos sin , sin sin , cos ) sin d d d

V

 

V

 

 

3.7.13. Теорема Гаусса-Остроградского.

 

 

Если в некоторой области G пространства 3

координаты вектора

 

 

 

 

 

 

a P x, y, z i

Q x, y, z j R x, y, z

k

 

 

 

 

P Q R

 

непрерывны и имеют непрерывные частные производные x , y , z

, то

поверхностный интеграл по любой замкнутой кусочно-гладкой поверхности S, лежащей в области G и ограничивающей область V, равен тройному интегралу:

 

 

 

 

 

P

 

 

Q

 

 

R

 

1)

Pdydz Qdzdx Rdxdy

x

 

y

 

z

dxdydz

 

S

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

Q

 

 

 

R

2)

Qdydz Pdzdx Rdxdy

x

 

 

 

y

 

 

 

dxdydz

 

S

V

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Pdydz Rdzdx Qdxdy

 

P

 

Q

 

R

 

 

x

y

 

dxdydz

 

S

V

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Rdydz Pdzdx Qdxdy

 

P

 

Q

 

R

 

 

x

y

 

dxdydz

 

S

V

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

Q

 

R

 

#5) Pdydz Qdzdx Rdxdy

x

y

z

dxdydz

 

S

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7.14.Для того, чтобы криволинейный интеграл по любому замкнутому контуру L был равен нулю

Pdx Qdy 0

L

необходимо и достаточно выполнение равенства

39

1) P Q

x y

2)2 P 2Qx2 y2

#3) P Q

y x

4) 2 P 2Q

y2 x2

5)P Qx y

3.7.15. Для того, чтобы криволинейный интеграл Pdx Qdy не зависел от

L

 

пути интегрирования L в области, в которой функции P x, y и

Q x, y

непрерывны вместе со своими частными производными, необходимо и достаточно выполнение равенства

1) P Q

x y

2)2 P 2Qx2 y2

#3) P Q

y x

4) 2 P 2Q

y2 x2

5) P Q

x y

3.7.16.Если функции P x, y, z , Q x, y, z , R x, y, z непрерывны вместе со

своими частными производными первого порядка в точках поверхности S, то имеет место формула Стокса

 

 

P

 

Q

 

R

 

Q

P

 

R

 

1)

 

 

 

dxdy

 

 

dydz

 

 

dxdz Pdx Qdy Rdz

 

S

y

 

x

 

y

 

z

 

z

 

x

L

 

 

P

 

Q

 

Q

 

R

P

 

R

 

2)

 

 

 

dxdy

 

 

dydz

 

 

dxdz Pdx Qdy Rdz

 

S

y

 

x

 

z

 

y

 

z

 

x

L

40