idz4.1_all / idz4.1_v21 / polnoe_reshenie_ryabushko_a_p_variant_21
.pdf4.1, 4.21 |
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ρ = 3sin 4ϕ |
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2 |
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4.1, 5.21 |
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x = 4 cos 3t |
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y = 2 sin 3t |
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2 |
2 |
4 |
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10 _ 01_ 21
множество всех квадратных матриц a = aik ,b = bik , i, k =1, 2,..., n
сумма aik + bik ;произведение α aik
a + b Î L α a Î L
1)a + b = b + a
2)(a + b) + c = a + (b + c) 3)$C = 0 : a + c = a
4)"a $ - a = -aik : a + (-a) = 0 5)(α + β )a = α a + β a
6)α (a + b) = α a + αb 7)(αβ )a = α (β a)
8)1× a = a
все условия выполняются заданное множество образует линейное пространство
10 _ 08 _ 21
зеркального отражения относительно плоскости x + z = 0
т.к. отражение суммы равно сумме отражений и отражение произведения вектора на число равно произведению этого числа на
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R |
UR |
R |
UR |
отображение этого вектора, то A(x |
+ y) = A(x) + A( y) и |
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R |
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R |
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A(α x) |
= α A(x) A − линейные оператор |
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R |
R |
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R |
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i ' |
= Ai |
= −k |
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UR |
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R |
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j '= A j |
= j |
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UUR |
R |
R |
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k '= Ak |
= −i |
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0 |
0 |
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0 |
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0 |
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матрица оператора A = |
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−1 |
0 |
0 |
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R
множество значений − {a = {ax , ay , az } : ax , ay , az R}
ядро оператора − мн − во векторов, которые A отображает в нуль − вектор : ker A = {(0, 0, 0)}
10 _10 _ 21
x12 + 4x1 x2 + 4x1 x3 + 4x2 x3 + 2x32 =
=(x1 + 2x2 + 2x3 )2 − 4x22 − 4x2 x3 − 2x32 =
=(x1 + 2x2 + 2x3 )2 − 4x22 − 4x2 x3 − x32 − x32 =
=(x1 + 2x2 + 2x3 )2 − (2x2 + x3 )2 − x32 = y12 − y22 − y32
y1 = x1 + 2x2 + 2x3 y2 = 2x2 + x3
y3 = x3
10 _11_ 21_1
10x12 + 14x22 + 7x32 -10x1 x2 - 2x1 x3 - 52x2 x3
матрица квадратичной формы
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-5 |
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A = |
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2 / 2 -5 2 / 2 |
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7 |
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10 - λ |
-5 |
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2 / 2 |
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-5 |
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14 - λ -5 |
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/ 2 |
= |
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2 |
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- |
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/ 2 -5 |
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/ 2 |
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7 - λ |
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2 |
2 |
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- λ) |
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14 - λ |
-5 |
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-5 |
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-5 |
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/ 2 |
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= (10 |
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2 / 2 |
+ 5 |
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2 |
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- |
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-5 |
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2 |
/ 2 |
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7 - λ |
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- |
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2 |
/ 2 |
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7 - λ |
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-5 |
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14 - λ |
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- |
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2 |
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= -λ3 + 31λ 2 |
- 270λ + 648 = |
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2 |
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2 / 2 |
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-5 2 / 2 |
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= -(λ - 4)(λ - 9)(λ -18) |
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10 - λ |
-5 |
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/ 2 |
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2 |
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0 |
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x1 |
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B = |
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-5 |
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14 - λ |
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-5 |
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/ 2 ;0 |
= |
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; X = x |
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2 |
0 |
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7 - λ |
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0 |
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2 / 2 -5 2 / 2 |
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x3 |
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решая систему B × X = 0 и накладывая дополнительное условие |
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x2 |
+ x2 |
+ x2 =1 найдем X для различных λ |
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-5 |
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- |
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/ 2 |
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-25 |
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-5 |
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/ 2 |
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6 |
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2 |
30 |
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2 |
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-5 |
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-30 |
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λ = 4 : |
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10 |
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-5 2 / 2 ~ |
60 |
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-30 2 / 2 ~ |
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- 2 / 2 |
-5 |
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2 / 2 |
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3 |
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-30 |
-150 |
90 2 |
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30 -25 |
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-5 |
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/ 2 |
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6 -5 - |
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/ 2 |
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2 |
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2 |
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~ 0 |
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35 |
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-35 2 / 2 ~ 0 1 |
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2 / 2 |
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-175 |
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0 |
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0 |
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0 |
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175 |
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2 / 2 |
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0 |
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x3 = C |
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x = -1/ 2 |
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x12 + x22 + x32 =1 |
1 |
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x = C / 2 |
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x = -1/ 2 |
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2 |
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2 |
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x1 = C / 2 |
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x3 = -1/ 2 |
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10 _11_ 21_ 2 |
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−5 |
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− |
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/ 2 |
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−5 − |
|
|
/ 2 |
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10 −50 −5 |
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1 |
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2 |
1 |
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2 |
2 |
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λ = |
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−5 |
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−5 |
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−10 10 |
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||||||||||||||||||||||
9 : |
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5 |
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−5 2 / 2 ~ |
5 |
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−5 2 / 2 ~ |
|
−5 2 ~ |
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|||||||
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− 2 / 2 −5 2 / 2 |
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|
−2 |
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−2 |
−10 |
|
−4 2 |
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−10 −50 −20 2 |
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|||||||
10 −50 −5 |
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2 −10 − |
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x = C |
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x = −1/ |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
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|
2 |
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2 |
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3 |
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x2 + x |
2 + x2 |
=1 1 |
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1 |
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2 |
|
3 |
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||||
~ 0 −40 −10 2 ~ 0 −4 − 2 |
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= −1/ 3 2 |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x2 = −C / 2 2 |
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x2 |
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−100 |
|
−25 |
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0 |
0 |
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|
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|
0 |
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x = −3C / 2 |
|
|
|
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|
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|
x3 = 2 / 3 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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2 |
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|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
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||||||||||||
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−8 |
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|
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|
−5 |
|
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|
|
|
|
− |
|
|
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|
|
/ 2 |
−40 −25 −5 |
|
|
/ 2 |
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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|
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|
2 |
2 |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
λ = |
|
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|
−5 |
|
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|
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|
|
−4 |
|
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−40 |
|
−32 |
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|||||||||||||||||||||
18 : |
|
|
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−5 2 / 2 ~ |
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|
−20 2 ~ |
|
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|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
− 2 / 2 |
−5 |
|
|
2 / 2 |
|
|
|
|
−11 |
|
|
−40 |
|
−200 |
|
|
|
−440 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
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|
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|||
−40 −25 −5 |
|
|
|
/ 2 −8 −5 − |
|
/ 2 |
|
|
|
x = C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= −1/ 2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x12 + x22 + x32 =1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
~ 0 |
|
7 |
|
|
|
|
|
35 2 / 2 ~ 0 |
|
|
|
|
|
1 5 2 / 2 |
x2 |
|
= −5C / 2 |
|
|
x2 = 5 / 6 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
x = 3C / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
175 |
|
|
875 |
2 / 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
= −1/ 3 2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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1 |
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3 |
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|||||||
e = |
−1 |
, −1, |
|
|
− |
1 |
|
;e = |
− |
1 |
|
, |
−1 |
|
, |
2 |
;e = −1, |
5 |
, |
|
−1 |
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1 |
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2 |
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3 |
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2 2 |
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2 |
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2 3 2 3 |
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2 6 3 2 |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ответ: 4 y2 + 9 y2 |
+ 18 y2 |
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1 |
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2 |
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3 |
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||||||||||
y = −x1 |
− |
x2 |
|
− |
x |
3 |
|
; y |
|
|
|
= − |
x1 |
− |
x2 |
|
|
|
+ |
2x3 |
; y = −x1 + |
5x2 |
− |
x3 |
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2 |
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1 |
2 |
|
2 |
|
|
2 |
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2 |
3 |
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2 |
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3 |
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3 |
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2 |
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6 |
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3 |
2 |
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8 _ 01_ 21
u = sin ( x + 2 y ) + xyz l = 4i + 3j,
M (π 2, 3π 2, 3). |
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¶U = |
¶U cosα |
+ ¶U cos β |
+ |
¶U cos γ |
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¶I |
¶x |
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¶y |
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¶z |
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|||||||||||||||||
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= |
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= 5 cosα = |
4 |
|
;cos β = |
3 |
;cos γ = 0 |
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||||||||||||||||||||||
I |
25 |
|
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|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
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||||||||||||||||||||||||||||||
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5 |
|
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|
5 |
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|
||||
¶U = cos(x + 2 y) + |
|
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|||||||||||||||||||||||||||
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1 |
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|
1 |
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|||||||||||||||||
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|
|
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|
× yz = cos(x + 2 y+) + |
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yz |
||||||||||||||||||||||
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|
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|
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|
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||||||||||||||||||||||
¶x |
|
|
|
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|
|
|
2 |
|
xyz |
|
|
2 |
|
|
|
|
x |
||||||||||||||||
¶U = 2 cos(x + 2 y) + |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
× xz = 2 cos(x + 2 y) + |
|
|
xz |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
¶y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
2 xyz |
2 |
|
|
|
y |
|||||||||||||||
¶U = |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||
|
|
× xy = |
|
|
xy |
|
|
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|||||||||||||||||
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|||||||
¶z |
2 xyz |
2 |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
¶U | = |
3 |
; |
¶U | = |
1 |
; |
¶U | = π |
|
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|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
¶x M 2 |
¶y M 2 |
¶z M 4 |
|
|
|
|
¶U = |
¶U cosα + |
¶U cos β + |
¶U cos γ = |
3 |
× |
4 |
+ |
1 |
× |
3 |
= |
3 |
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
¶I |
¶x |
¶y |
¶z |
5 |
2 |
5 |
2 |
8 _ 04 _ 21_1
a = ( x + xz )i + yj + (z - x2 )k, S : x2 + y2 + z2 =4 ( z ³ 0), P : z = 0.
П = Пн + Пбок Пбок = П - Пн |
|
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|
¶ax |
|
|
|
¶ay |
|
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¶az |
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R |
R |
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R |
|
|
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|||||||||||||||||||||||||
П = ∫∫ (a, n)dS |
= ∫∫∫ div a dx dy dz |
= ∫∫∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
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|
dx dy dz = |
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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¶y |
|
¶z |
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S |
|
|
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|
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V |
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V |
¶x |
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
= ∫∫∫(1 + z +1 +1) dx dy dz = ∫∫∫ (3 + z )dx dy dz = |
|
x = r cosϕ |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V |
|
|
|
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|
|
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|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
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|
y = r sin ϕ |
|
|
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|||||||||||
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|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2π |
2 |
|
|
|
|
4−r2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
4−r2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= ∫ dϕ ∫ r dr ∫ (3 + z) dz = 2π × ∫ r dr ∫ (3 + z) dz = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 - r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4−r |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
= 2π × ∫ r dr× (3z + z2 / 2) |
|
|
| |
|
= 2π × ∫ r |
3 4 - r 2 |
|
|
+ |
|
|
|
dr |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
3 |
|
|
|
|
|
-3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
r |
4 2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
= 2π × ∫ |
3r |
|
4 - r |
|
|
+ 2r - |
|
|
|
dr |
= |
2π × |
2 |
|
|
∫ |
|
|
|
|
4 - r |
|
(-2r dr) + r |
|
| - |
|
|
|
| |
= |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
8 0 |
|
|
|
||||||||||
|
-3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
3 / 2 |
2 |
|
|
|
|
2 2 |
|
r 4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
r 4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 / 2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
= 2π × |
|
|
× |
|
(4 |
- r |
|
) |
|
| + r |
| - |
|
| |
= 2π × r |
|
|
| |
- |
|
|
|
|
|
| |
- (4 - r |
|
) |
|
|
|
| |
= 20π |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
8 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
8 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
R |
|
|
|
|
|
R |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
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|
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nн = (0;0; -1); a |
× nн |
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= x2 |
- z;(a × nн ) |z =0 = x2 |
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R |
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R |
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x = r cosϕ |
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2π |
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2 |
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∫∫ x2 dS = |
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∫ dϕ ∫ r × r 2 cos2 ϕ dr = |
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Пн = ∫∫ (a |
× nн )dS = |
= |
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S |
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S |
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y = r sin ϕ |
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0 |
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0 |
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2π |
2 |
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2 |
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3 |
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2π |
1 + cos 2ϕ |
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r 4 |
2 |
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2π |
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sin 2ϕ 2π |
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= ∫ cos |
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ϕ |
× dϕ ∫ r |
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dr = ∫ |
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dϕ × |
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= 2 ∫ (1 + cos 2ϕ )dϕ = |
2 |
ϕ + |
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= 4π |
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2 |
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2 |
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0 |
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0 |
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0 |
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4 0 |
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0 |
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0 |
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Пбок = П - Пв = 20π - 4π = 16π
8_04_21_2
Проекция на плоскость OXY