
- •Тема : Определенный интеграл - приложения
- •Приложения определенного
- •Вычисление площадей плоских фигур
- •2. Найти площадь фигуры, ограниченной линиями
- •Вычисление объемов тел ващения
- •Найти объем тела вращения вокруг осиOX
- •Вращение вокруг оси OY
- •2. Найти объем тела вращения вокруг оси OY
- •4. Найти объем тела вращения вокруг осиOY
- •Приложения определенного
- •Вычисление длин кривых
- •Несобственный интеграл I
- •Несобственный интеграл II
- •Исследование на сходимость

Тема : Определенный интеграл - приложения |
Преподаватель:
Филипенко Николай Максимович
доцент кафедры Высшей математики и математической физики ТПУ

Приложения определенного |
|||
|
|
интеграла |
|
Y |
Вычисление площадей |
||
y f2 (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
y f1(x) |
S ( f2 (x) f1(x))dx |
|
a |
a |
|
|
b X |
|
|
|
Y |
( ) |
|
|
|
2 2 ( )d |
||
2 |
|
S 1 |
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
X |
|
|

Вычисление площадей плоских фигур
b
S = y(x) dx
a
b
S = [ y2 (x) y1(x)] dx
a
d
S = x( y) dy
c
d
S = [x2 ( y) x1( y)] dy
c

2. Найти площадь фигуры, ограниченной линиями
xy = 2, y = 2x, y = 3.
Строим фигуру. Для решения задачи воспользуемся формулой
где
Значение
Значение
|
Искомая площадь |
x |
|
y |
, |
||||||||
|
|
||||||||||||
|
2 |
||||||||||||
|
3 |
y |
|
2 |
y2 |
|
|
3 |
|
9 |
|||
S = |
|
|
|
|
|
dy = |
|
2ln y |
| = |
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||
|
2 |
2 |
|
y |
|
4 |
|
|
|
4 |
|||
|
|
|
|
|
d
S = [x2 ( y) x1( y)] dy.
x1 ( yñ) = 2/y, x2 ( y) = y/2,
d = 3определилось по построени c = 2 получим, решая систему
|
xy = 2, |
y = 2x |
|
|
|||
|
|
y2 |
2, |
y2 4, |
|
y 2 |
|
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
4 2(ln3 ln 2) 5 |
2ln |
3 . |
||||
|
4 |
|
|
4 |
|
2 |
Рассмотрим вычисление площади фигуры, границы которой заданы параметрически x = x(t)
L : y = y(t),
В таких случаях в интеграле для вычисления площади делается замена переменной
b
Формула S = y(x) dx
a
t2
принимает вид S = y(t) x (t) dt
t1
Таким образом , под знак интеграла подставляем выражение дляy находим дифференциал второй функцииdx = x' (t)dt , а также необходимо знать пределы изменения переменнойt.

|
Найти площадь петли кривой x = t |
2 |
|
1, |
y = t |
3 |
t. |
|
|||
4. |
|
|
|
||||||||
Строим кривую по таблице значений. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
t |
x |
y |
|
t |
|
x |
y |
|
t x |
y |
|
2 |
3 |
6 |
|
0 |
1 |
0 |
|
2 3 |
6 |
|
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При вычислении площади используемS = 2 y(t) xt dt. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
имметрию области |
|
|
|
|
|
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Изменению x от 1 до |
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
0 |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
соответствует изменение параметра от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1 |
3 |
|
2 |
|
1 |
3 |
|
0 |
|
4 |
|
2 |
|
|
1 |
|
1 |
|
8 |
|
|
S=2 (t |
|
t) (t |
|
|
|
t) 2t dt= 4 (t |
|
t |
|
) dt= |
4 |
|
|
|
= |
. |
|||||
|
|
1) dt=2 (t |
|
|
|
|
3 |
||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
5 |
|
15 |
|

Вычисление объемов тел ващения
Вращение вокруг оси OX
b |
2 |
|
b |
|
2 |
|
|
2 |
|
V |
= [ y |
|
(x) |
y |
(x)] dx |
||||
Vox = y (x) dx |
2 |
|
|
||||||
ox |
|
|
|
1 |
|
|
|||
a |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
x = x(t) |
t2 |
2 |
|
|
Vox = y |
||||
y = y(t) |
|
(t) x (t) dt |
||
t |
|
|
||
|
1 |
|
|

Найти объем тела вращения вокруг осиOX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
фигуры, ограниченной линиямиy = 2 |
x, |
y = 1, |
x = 0. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Для нахождения объема воспользуемся |
||||||||||||||
|
|
|
|
формулой |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(x) y |
2(x)] dx. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
V = [ y |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
ox |
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В нашем случае |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
y2 (x) = 1, y1(x) = 2 |
x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
= 1, |
x = 1/4. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
||||||||||||
Находим пределы интегрирования из условия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/4 |
|
|
|
1/4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1/4 |
|
|
|||
x) |
] dx = (1 4x) dx = (x |
2x |
= |
. |
||||||||||||||
Vox = [1 (2 |
|
|
) |0 |
|
8 |
|||||||||||||
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Вращение вокруг оси OY
V |
d |
2 |
( y) dy |
|
d |
|
= x |
|
V |
= [x |
2( y) x 2( y)] dy |
||
oy |
|
|
|
|||
|
c |
|
|
oy |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
c |
|
b
Voy = 2 x y (x) dx
a

2. Найти объем тела вращения вокруг оси OY
|
|
|
|
|
|
|
|
y = x2 , |
y = x. |
|
|
|
|
|
|||||
фигуры, ограниченной линиями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Для нахождения объема воспользуемся |
||||||||||||||||
|
|
|
формулой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
2( y) x 2( y)] dy. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
V = [x |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
oy |
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
2( y) = y, x ( y) = y, x |
2( y) = y2 , |
|||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
||
ределы интегрирования находим из равенстваx = x |
|
x1 = 0, x2 = 1 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y1 = c = 0, y2 = d = 1. |
||||||
|
1 |
2 |
|
y |
2 |
|
|
y |
3 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
V = ( y y |
|
|
|
|
|
|
|
| = |
|
|
|
= |
|
. |
|||||
|
) dy = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
oy |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
0 |
|
2 3 |
|
6 |
|
||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|