подгон 2018 (легендарный) / 1 курс-20241122T213915Z-001 / _4.2_ Матан / Ефимов Поспелов - Сборник задач ч
.2.pdf
180
Гл. 7. Интегральное исчисление функций одной переменной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
7.551. Найти центр масс дуги цепной линии |
у = а ch -а |
(О |
|||||||
х а). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.552. Найти центр масс всей дуги астроиды х = а cos3 t, у = |
|||||||||
= а sin3 t, расположенной выше оси Ох . |
|
|
|
|
||||||
|
7.553. Найти де:картовы :координаты центра масс дуги :кардио |
|||||||||
иды r = a(l + cos ер) |
(О |
е р 1Г). |
|
|
|
|
||||
|
7.554. Пользуясь теоремой Гульдена , найти центр масс дуги |
|||||||||
астроиды х = а cos3 t, |
у |
= а sin3 t, лежащей в первой четверти. |
||||||||
|
2. ФизичесRие задачи. Неиоторые применения определенного инте |
|||||||||
грала при решении физичесиих задач иллюстрируются ниже в приме |
||||||||||
рах 4-7. |
4. Сиорость прямолинейного движения тела выражается |
|||||||||
|
П р и м-е р |
|||||||||
формулой v = 2t + Зt2 |
(м/ |
с |
) |
. Найти путь, |
пройденный телом за 5 с от |
|||||
начала движенип. |
|
|
|
) |
за отрезо1> времени |
|||||
|
иан путь, пройденный телом со сноростью v(t |
|||||||||
[<Jt1,Таиt2], выражается интегралом |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
t 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S = j v(t) dt, |
|
|
|
|
то имеем: |
|
|
|
|
t 1 |
|
|
|
|
|
S = /5 (2t + Зt2) dt = (t2 + t3)1 = 150 м. t> |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||
|
П р и м е р |
о |
|
|
|
|
|
|
|
чтобы |
|
5. 1\аную работу необходимо затратить для того, |
|||||||||
тело массы m |
поднпть с поверхности Земли, радиус ноторой R, на высоту |
|||||||||
h? |
Чему равна работа, если тело удаляется в бесионечность? |
|
||||||||
<J |
Работа переменной силы f(x), действующей вдоль оси Ох на отрезне |
|||||||||
[а, Ь], выражается интегралом |
|
|
|
|
||||||
ь
А = j f(x) dx.
а
Согласно занону всемирного тнготенип сила F, действующая на тело массы m, равна
mм
F = k r2 ,
где М - масса Земли, r - расстопние массы m от центра Земли, k - гравитационная постопннан. Тан иаи на поверхности Земли, т. е. при
r = R, имеем F = mg, то можем записать mg = k mMR2 . Отсюда находим
§ 7. Приложения определенного интеграла |
183 |
в :ка:кой момент и на :каrшм расстош-ши от начала движения они опять будут вместе?
7.558. Снорость движения точ:ки v |
= 0, 1te-o,o2t м/с . Найти |
||||||
путь, пройденный точ1шй от начала движения до полной( |
останов) |
:ки |
|||||
(v (t2 ) = О). |
|
|
|
|
|
|
|
7.559* . Rar,yю работу надо затратить , чтобы растпнуть пру |
|||||||
жину на |
см, если сила в 1 |
растягивает ее на 1 см? |
|
|
|
||
7.560. |
5Вычислить работуН, :которую надо затратить , чтобы на |
||||||
сыпать :кучу пес:ка :коничесиой формы с радиусом основания R и |
|||||||
высотой |
Плотность песна |
':Укоторую· |
|
|
|
|
|
7.561 .НВычислить. |
работу, |
надо затратить , чтобы вы |
|||||
начать жидиость плотности |
из нотла, имеющего форму парабо |
||||||
лоида вращен'ип, обращенного'У вершиной вверх. Радиус основания |
|||||||
R, высота Н. |
|
|
|
|
|
|
|
7.562. Вычислить работу , ноторую надо затратить при построй |
|||||||
не пирамиды с 1шадратным основанием, если высота пирамиды Н, |
|||||||
она основания |
плотность материала |
|
|
|
|||
стор7.563. Вычислить работу, :которую надо'Узатратить· |
, чтобы вы |
||||||
качать жищшсть плотности |
из резервуара, имеющего форму |
||||||
::конуса , обращенного вершиной'У вверх . |
Радиус основания R, вы |
||||||
сота Н. |
|
|
|
|
|
|
|
7.564. Вычислить работу, |
ноторую надо затратить , |
чтобы вы |
|||||
начать жидность плотности 'У из цистерны, ограниченной поверх |
||||||||||||||||||||
ностями: у2 = 2pz, |
х = |
|
|
а, |
z = р |
(р > О) . |
|
|
|
|
|
|
|
начале |
||||||
|
7.565* . Эле: |
ктричес:кий |
заряд |
|
е0, |
сосредоточенный в |
||||||||||||||
|
|
а, |
|
± |
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
точну |
(Ь, О) . |
|||||
:координат, отташшвает заряд |
|
из точ1ш (а, О) |
|
|
||||||||||||||||
Определить работу |
А |
силы оттал:кивания .F. |
Чему равна работа |
|||||||||||||||||
при удалении заряда |
в беснонечность? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
7.566* . Цшшндр с подвижным поршнем заполнен паром объ |
|||||||||||||||||||
ема Vo = 0,2 м3 с упругостью Ро |
|
= 10 330 Н м2 . |
|
|
I аную работу |
|||||||||||||||
надо затратить , чтобы при постоянной температур/ |
е |
( |
изотермиче |
|||||||||||||||||
сний процесс объем пара уменьшить в 2 раза? |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
7.567* . Определить) |
работу, произведенную при адиабатичесном |
||||||||||||||||||
сжатии воздуха, имеющего начальные объем Vo = |
8 |
м |
3 и давление |
|||||||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|||||
10 000 Н/м2 до объема V1 = 2 м3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
о =7.568. Найти нин;етичее |
сную энергию однородного шара радиуса |
||||||||||||||||||
R и плотности |
/, |
вращающегося с угJrовой сноростью w |
во1,руг |
|||||||||||||||||
своего диаметра . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
7.569. Найти :кинетичес1,ую энергию пластинни, имеющей фор |
|||||||||||||||||||
му параболичесrшго сегмента и вращw. ающейся во:круг оси парабоа, лы с постоянной угловой с:коростью Основание сегмента высота
толщина пластию'и плотность материала |
|
|
h, 7.570. Найти rшнетичесd, |
:кую энергию треугольной'У· |
пластин:ки, |
вращающейся вонруг основания с угловой сrшростью w. |
Основание |
|
пластиюш а, высота h, толщина l, плотность 'У · |
|
|
Глава 8
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
|
|
|
|
|
|
|
§ 1. |
|
Основные понятия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1. Понятия фушщиинесволъвих переме1шых. Всюшй упорядо |
||||||||||||||||||||||||||
ченный |
набор из |
действительных |
чисел |
х1 , |
|
|
обозначается |
|||||||||||||||||||
(х1 , |
|
|
|
|
или |
Р(х1 |
, |
|
, |
|
|
|
|
и называется точRой• • "n-мерногоXn |
арифме |
|||||||||||
тичес. |
R. "огоXn)пространства |
• . •n |
Xn)числа |
х1 , |
называются Rоординатами |
|||||||||||||||||||||
точRи |
Р |
= |
Р(х1 |
, • • |
|
!R , Расстояние. между. , Xn |
точRами |
Р(х1 , |
• |
• • , Xn) |
и |
|||||||||||||||
P' (xi , |
|
Xn)· |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
х) определяется формулой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Пусть. . "D С !Rn п |
произвольное множество точеR n-мерного арифме |
|||||||||||||||||||||||||
тичесRого пространства. |
|
|
|
Если Rаждой точRе |
Р(х1 , |
, |
|
|
|
Е |
D |
|||||||||||||||
поставлено в соответствие неRоторое . вшшне определенное• • • |
Xn)действи |
|||||||||||||||||||||||||
тельное число J |
(P) "= |
f(x1 , |
• . |
" |
Xn) , |
то говорят, что на множестве |
D |
|||||||||||||||||||
задана 'Ч'UСдова.я функv,и.я f: |
!Rn |
-t |
IR от n переменных Х1 , |
. . " Xn· |
||||||||||||||||||||||
Множество D называется областью |
определения, а множество |
Е = |
||||||||||||||||||||||||
= {и |
Е IR 1 и = f(P) , Р Е D |
} |
|
|
областью значений фунRции 'и = |
|
f(P) . |
|||||||||||||||||||
В частном случае = 2 фунRция двух переменных z = f (x, |
|
мо |
||||||||||||||||||||||||
жет рассматриваться RaR фунRция точеR плосRости в трехмерному) гео |
||||||||||||||||||||||||||
метричесRом |
пространстве с фиRсированной системой Rоординат |
Oxyz. |
||||||||||||||||||||||||
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ГрафиRом этой фунRции называется множество точеR |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Г = {(х, |
|
у, z) Е IR3 I z = f(x, у)}, |
|
|
|
|
IR3 . |
|
||||||||||||
представляющее собой, |
вообще говоря, неRоторую поверхность в |
|
||||||||||||||||||||||||
П р и м е р 1. |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Найти область определения фунRции |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
z |
= |
|
. |
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
<J ФунRция определена при |
|
|
|
|
arcsш -. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
-1 - 1 |
, |
|
|
. |
у |
|
x = f O. |
х |
|
||
|
|
|
|
