Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математика / Опр. Инт. - МАТ А.ppt
Скачиваний:
4
Добавлен:
27.11.2024
Размер:
744.96 Кб
Скачать

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