Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математика / Кратные интегралы 4.ppt
Скачиваний:
3
Добавлен:
27.11.2024
Размер:
995.84 Кб
Скачать

Итак, объем данного тела

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

2 2 y

 

 

 

 

 

 

 

V =

dx dy dz =

dx

dy

 

dz =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(V )

 

 

 

1

x2

 

 

 

1 y

 

 

 

 

 

Вычисляем сначала внутренний интеграл по переменной

 

= 1 dx 1 dy z |12 y2 y =

1 dx

1

(2 2y) (1 y) dy =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1 dx

1 (1 y) dy =

1

1 dx 1 y

2 |1

2 = 1

1 1 x2 2 dx =

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

1

x2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Затем вычисляем внутренний интеграл по y

, и в последнюю очеред

интеграл по внешней переменной x

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1

1

1

2x2 x4 dx =

1

 

 

2 x3

x

5

 

 

 

 

2 1 =

8

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

|11= 1

(куб.ед.)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

5

 

 

 

 

3 5 15

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. (V ) : {z = 3x2 3y2 ,

z = 6 3x2 3y2}.

 

Тело занимает пространство между двумя

 

встречными параболоидами и проецируется

 

на плоскость XOY в виде круга радиусом

R = 1

Поэтому вычисление объема удобнее вести в цилиндрических координатах.

Формулы перехода от декартовых координат к цилиндрическим

 

{x = cos ,

y = sin , z = z}.

И уравнения поверхностей

 

 

z = 3x2 3y2 z = 3 2,

z = 6 (3x2 3y2 ) z = 6 3 2.

Пределы изменения цилиндрических переменных

0 1,

0 2 ,

3 2 z 6 3 2.

Элемент объема в цилиндрических координатах

dv = d d dz.

Объем тела в цилиндрических координатах

 

 

 

V =

 

dv =

 

 

d d dz.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(V )

 

 

 

(V )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

6 3 2

2

1

 

 

 

6 3 2

 

 

 

V =

 

d d dz = d d

 

 

 

 

z

=

 

 

dz= d d

|

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

(V )

 

 

0

0

 

 

 

3 2

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

2

2

2

1

 

 

3

 

2

 

 

2

 

3

4

 

1

 

 

 

)d =

 

 

 

 

 

 

 

=

= d (6 3

3

d 6 6

d = |0

 

3

 

 

 

|0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

0

0

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

= 3

(куб.ед.)

= 2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3.

(V ) :{x2 y2 z2 = 4,

x2 = y2 z2 ,

x 0}.

Тело, объем которого требуется вычислить, занимает область, которая ограничена конусом

 

x2 = y2 z2 , (x > 0)

и сферой

x2 y2 z2 = 4.

Осью конуса служит ось OX. Вычисления удобно проводить в

сферических координата, отсчитывая сферический угол от положительного направления оси OX.

Тело проецируем на плоскостьYOZ Формулы перехода будут

x = cos ,

y = sin cos ,z = sin sin .

Сферический угол

Определимся с пределами изменения переменных.

, судя по проекции тела, следует менять в пределах

 

 

0 2 .

 

 

 

 

Угол

от направления оси

OX : = 0,

и до поверхности конуса:

x2

= y2 z2

 

2 cos2 = 2 sin2 ,

 

tg = 1.

Итак, уравнение конуса в сферических координатах

 

 

 

 

 

= /4

 

 

 

 

 

Сферический радиус изменяется от

= 0

до поверхности сферы

 

x2 y2 z2 = 4

 

 

2 = 4,

= 2

Элемент объема

dV = 2 sin d d d .

 

 

 

Объем тела в сферической системе координат

 

2 sin d d d =

2

/4

2

V = dv =

d

sin d 2 d =

 

 

 

 

 

(V )

(V )

0

0

0

2

/4

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

16

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

/4

 

 

 

 

 

 

= d

sin d

 

|0

=

 

d cos |0

=

 

1

 

 

 

.

 

3

 

3

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры расстановки пределов интегрирования в тройном интеграле по различным областям

x = 0, x = a,y = 0, y = b,

z = 0, z = c

a b c

f (x; y; z)dx dy dz dx dy f (x, y, z) dz

(V )

0

0

0

x

 

y

 

z

= 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

c

 

 

 

 

x

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

 

 

a b(1 x/a)

c(1 x/a y/b)

f (x, y, z) dz

 

 

dx

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0

 

z = 1 x2,

y = 0, y = 2,

z 0

12 1 x2

dx dy f (x, y, z) dz

1 0

0

z = 4 x2

y2,

z = 4 2

,

 

 

 

 

z = 3

 

z = 3

 

2

1

4 2

f ( , , z) dz

d d

 

 

 

 

0

0

3

 

z = x2 y2 ,x2 y2 = 2x,

z = 0

z = 0, z = ,

= 2cos

/2

2cos

 

d

d f ( , , z) dz

/2

0

0

x2 y2 z2 = R2

= R

2

 

R

 

d sin d

f ( , , ) 2

d

 

 

 

 

0

0

0

 

x2 y2

z2

= 4,

 

 

= 2.

y 0,

 

z 0

 

 

 

 

 

 

/2

2

 

d

sin d

f ( , , ) 2

d

 

 

 

 

0

0

0

 

x2 y2 z2 4,

 

2 3

 

 

 

 

 

2

y

2

z

2

9,

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 0,

 

 

 

x 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/2

/2

3

 

 

 

 

 

 

 

d

sin d f ( , , ) 2

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

2