- •9. Определенный интеграл и его приложения
- •9.1. Понятие определенного интеграла
- •Если предел последовательности интегральных сумм
- •9.2. Свойства определенного интеграла
- •9.4. Метод замены переменной в определенных интегралах
- •9.5. Метод интегрирования по частям в определенных интегралах
- •9.6. Вычисление площадей плоских фигур
- •9.7. Параметрические функции
- •9.8. Полярная система координат
- •9.9. Вычисление длины дуги плоской кривой
- •9.10. Вычисление площади поверхности вращения
- •9.11. Объем тела вращения
- •9.15. Несобственные интегралы
9.15. Несобственные интегралы
Несобственными интегралами называются 1) интегралы с бесконечными пределами (несобственные интегралы 1-го рода); 2) интегралы от неограниченных функций (несобственные интегралы 2-го рода).
Несобственный интеграл от функции в пределах отдоопределяется равенством
. (9.35)
Если этот предел существует и конечен, то интеграл называется сходящимся, если же предел не существует или равен бесконечности, то интеграл называется расходящимся.
Аналогично определяются:
и . (9.36)
Если функция имеет бесконечный разрыв в точке отрезкаи непрерывна прии при, то несобственный интеграл 2-го рода определяется следующим равенством:
. (9.37)
Несобственный интеграл 2-го рода называется сходящимся, если оба предела в правой части существуют и конечны; если же хотя бы один из интегралов не существует или бесконечен, то несобственный интеграл называется расходящимся.
Пример 19. Вычислить несобственные интегралы (или установить их расходимость): а) ; б); в).
Решение. а) Согласно формуле (9.35) получим
,
т.е. предел не существует и несобственный интеграл расходится.
б) Используя четность подынтегральной функции и формулу (9.36), получим:
.
Следовательно, несобственный интеграл сходится и равен .
в) Используя формулу (9.37), получим:
.
Следовательно, несобственный интеграл расходится.
Задание 9.1. Вычислить определенные интегралы:
1. а) |
б) |
в) . |
2. а) |
б) |
в) . |
3. а) |
б) |
в) . |
4. а) |
б) |
в) . |
5. а) |
б) |
в) . |
6. а) |
б) |
в) . |
7. а) |
б) |
в) . |
8. а) |
б) |
в) . |
9. а) |
б) |
в) . |
10. а) |
б) |
в) . |
11. а) |
б) |
в) . |
12. а) |
б) |
в) . |
13. а) |
б) |
в) . |
14. а) |
б) |
в) . |
15. а) |
б) |
в) . |
16. а) |
б) |
в) . |
17. а) |
б) |
в) . |
18. а) |
б) |
в) . |
19. а) |
б) |
в) . |
20. а) |
б) |
в) . |
21. а) |
б) |
в) . |
22. а) |
б) |
в) . |
23. а) |
б) |
в) . |
24. а) |
б) |
в) . |
25. а) |
б) |
в) |
Задание 9.2. Найти площадь фигуры, ограниченной заданными линиями:
1. x = acos3t, y = asin3t; |
14. y2 = x, y = x2; | |
2. y = lnx, 2 x 5; |
15. y = –x2+2x+3, y = x2–4x+3; | |
3. = acos3, (a>0); |
16. x = 6(t–sint), y = 6(1–cost) (y9); | |
4. xy = 4, x=1, x=4, y=0; |
17. y = arсcos x, x = 0, y = 0; | |
5. xy = 4, x+y–5=0; |
18. ; | |
6. = cos2; |
19. y2 = 2x, y2 = –x2+4x; | |
7. y2 = 16–8x, y2 = 24x+48; |
20. ; | |
8. = sin3; |
21. ; | |
9. y = x2–3x, 3x+y–4=0, x=0; |
22. ; | |
10. = 6cos3, = 3 (3); |
23. ; | |
11. x = tg3x, y = 0, x = /12; |
24. ; | |
12. = 2cos6; |
25. . | |
13. ; |
|
Задание 9.3. Найти длину кривой:
1. ; |
14. ; |
2. x = 5(t–sint), y = 5(1–cost) при 0 x ; |
15. ; |
3. 9y2 = x(3–x)2, между точками пересечения кривой с осью Ox; |
16. ; |
4. , ,0 t , (R>0); |
17. ; |
5. ; |
18. ; |
6. ; |
19.; |
7. , между точками пересечения линии с осями координат; |
20. ; |
8. , между точками пересечения линии с осями координат; |
21. ; |
9. ; |
22. |
10. ; |
23. ; |
11.; |
24. ; |
12. ; |
25.
|
13. ; |
|
Задание 9.4. Определить объем тела, образованного вращением вокруг указанной оси плоской фигуры, ограниченной заданными линиями:
1. ; |
2. ; |
3. ; |
4. ; |
5. ; |
6. ; |
7. ; |
8. ; |
9. ; |
10. ; |
11. ; |
12. ; |
13. ; |
14. ; |
15. ; |
16. ; |
17. ; |
18. ; |
19. ; |
20. ; |
21. ; |
22. ; |
23. ; |
24. ; |
25. . |
Задание 9.5. Вычислить площадь поверхности, образованной вращением линии:
1. ; |
2. ; |
3. ; |
4. ; |
5. , между точками пересечения линии с осями координат; |
6. ; |
7. ; |
8. ; |
9. ; |
10. ; |
11. ; |
12. ; |
13. ; |
14. ; |
15. ; |
16. ; |
17. ; |
18. ; |
19. ; |
20. ; |
21. ; |
22. ; |
23. ; |
24. ; |
25. . |
Задание 9.6. Вычислить работу, которую необходимо затратить, чтобы выкачать жидкость удельного веса из резервуара, имеющего форму
а) конуса вращения, обращенного вершиной вниз, высота которого H, а радиус основания R:
1. H = 6 м, R = 4 м; |
6. H = 3 м, R = 7 м; |
2. H = 2 м, R = 3 м; |
7. H = 3 м, R = 4 м; |
3. H = 8 м, R = 3 м; |
8. H = 4 м, R = 5 м; |
4. H = 2 м, R = 5 м; |
9. H = 5 м, R = 6 м. |
5. H = 6 м, R = 5 м; |
|
б) полусферы, обращенной выпуклостью вниз, радиус основания которой равен R:
10. R = 10 м; |
14. R = 15 м; |
11. R = 20 м; |
15. R = 6 м; |
12. R = 30 м; |
16. R = 7 м. |
13. R = 4 м; |
17. R = 8 м. |
в) форму цилиндра высоты H и радиуса основания R:
18. H = 5 м, R = 2 м; |
22. H = 3 м, R = 2 м; |
19. H = 4 м, R = 3 м; |
23. H = 3 м, R = 5 м; |
20. H = 5 м, R = 3 м; |
24. H = 7 м, R = 2 м; |
21. H = 6 м, R = 3 м; |
25. H = 2 м, R = 4 м; |
Задание 9.7. Вычислить несобственные интегралы или установить их расходимость:
1. а) , б); |
14. а) , б); |
2. а) , б); |
15. а) , б); |
3. а) , б); |
16. а) , б); |
4. а) , б); |
17. а) , б) ; |
5. а) , б); |
18. а) , б); |
6. а) , б); |
19. а) , б); |
7. а) , б); |
20. а) , б); |
8. а) , б); |
21. а) , б); |
9. а) , б); |
22. а) , б); |
10. а) , б); |
23. а) , б); |
11. а) , б) ; |
24. а) , б) ; |
12. а) , б) ; |
25. а) , б) . |
13. а) , б); |
|