Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Сборник заданий по математике для студентов второго курса инженерно-технических специальностей.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
29.11.2025
Размер:
1.3 Mб
Скачать

8.8. Вычислить тройной интеграл в сферических координатах:

 

 

 

 

 

 

 

a2 x2 y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

a2 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

dy

 

 

 

zdz .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π(5

5 1)21,232.

8.1.

 

а.

 

 

 

.

 

 

б.

2

ln 2

2

 

0,303.

в.

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2. а. 2π. б.

128π

.

в. 24π.

г.

π2

.

8.3. а.

π a2h2

. б.

π a

.

в.

π a

4

 

 

 

 

3

 

6

2

 

2

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

.

 

 

16π

.

 

π

.

 

 

 

π

a2

 

 

 

а. 0.

 

 

πa3

8.4. а.

6π a

 

 

б.

 

 

5

в.

8

8.5.

e

 

1 .

 

8.6.

б.

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.7.4 . 8.8. πa4 .

3 16

З а н я т и е 9

Вычисление криволинейных и поверхностных интегралов первого рода

Аудиторная работа

9.1. Вычислить криволинейные интегралы первого рода:

а.

 

dl

,

если L

отрезок прямой

y =

1 x 2,

заключенный

 

 

 

L x y

 

 

 

 

 

 

 

2

 

между точками A(0, 2) и B(4, 0).

 

 

 

 

б. ydl,

где

L

дуга параболы

y2 = x ,

отсеченная параболой

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в.

 

dl,

если

L

– первая

арка

циклоиды

x = a(t sint),

2y

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = a(1 cost), a > 0.

 

 

 

 

 

 

г. xyz dl

если L – отрезок прямой между точками А(1, 0, 1) и

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В(2, 2, 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

д. (x + y)dl, где L – дуга лемнискаты Бернулли ρ2 = cos2ϕ,

L

π ≤ ϕ≤

π.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2

 

 

t3

 

 

е.

y

dl,

где

L

– дуга линии x = t, y =

 

, z =

от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L x +3z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O(0, 0, 0)

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

до

B

2, 2,

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2. Вычислить поверхностные интегралы первого рода:

а. ∫∫xyzdS , где S – часть плоскости x + y + z =1, лежащая в пер-

S

вом октанте.

б. ∫∫(3x 2y + 6z)dS , где S – часть плоскости 2x + y + 2z = 2 ,

S

отсеченная координатными плоскостями.

в. ∫∫x2 + y2 dS , где S – часть поверхности конуса x2 + y2 = z2 ,

S

0 z 1.

г. ∫∫xdS , где S – полусфера z = 1x2 y2 .

д. ∫∫S (x2 + y2 + z2 )dS , где S – сфера x2 + y2 + z2 =1.

е. ∫∫S (x2 + y2 )dS , где S – поверхность, отсекаемая от параболоида

S

x2 + y2 = 2z плоскостью z =1.

Домашнее задание

9.3. Вычислить криволинейные интегралы первого рода:

а.

 

dl

 

 

, где L

– отрезок прямой, соединяющий точки

 

 

 

 

x2 + y2

+ 4

L

 

 

 

O(0, 0) и A(1, 2).

27

 

 

б. (x2 + y2 + z2 )dl ,

где

 

 

L

дуга

кривой x = cost, y = sin t,

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

3

t, 0 t 2π.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.4. Вычислить поверхностные интегралы первого рода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а. ∫∫(6x + 4y +3z)dS,

где S

часть плоскости

x + 2y +3z = 6 ,

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расположенная в первом октанте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б. ∫∫

 

 

x2 + y2

 

dS,

 

если

 

 

S

 

 

часть

поверхности

 

конуса

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

+

y2

 

=

 

z2

 

,

расположенная между плоскостями z = 0

и z = 3.

 

 

 

 

16

 

16

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(5

 

 

1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

9.1.

а.

 

 

 

 

 

 

ln 2. б.

 

 

в. 4πa

 

 

. г. 12.

д.

 

 

 

е.

 

 

.

 

 

 

 

 

5

5

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 .

 

 

2

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

+ 4 π.

9.2.

 

 

а.

 

 

 

3

 

.

 

 

 

 

б.

в.

2

.

 

г. 0.

 

 

 

д. 4π.

е.

 

3

 

 

120

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

3 +

 

 

 

 

 

 

 

 

4π(1+ 4π2 ). 9.4. а. 54

 

. б. 160π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3. а.

ln

 

 

 

 

 

5

 

. б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З а н я т и е 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление криволинейных и поверхностных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегралов второго рода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аудиторная работа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.1. Вычислить данные криволинейные интегралы второго рода:

 

 

а.

 

 

(x2 + y2 )dx + 2xydy,

 

где

LOA

– дуга кубической параболы

 

 

 

 

LOA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = x3

от точки O(0, 0) до точки A(1,1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б.

(xy 1)dx + x2 ydy

от точки

A(1; 0)

до точки

B(0; 2)

по пря-

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мой 2x + y = 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

в.

(xy 1)dx + x2 ydy , где LAB – дуга эллипса x = cos t ,

y = 2sin t

 

L

 

 

 

от точки A(1; 0) до точки B(0;2).

 

 

г. (x + 2y)dx +(x y)dy , L

– окружность x = 2cost ,

y = 2sin t

 

L

 

 

 

при положительном направлении обхода.

 

д.

xdx + ydy + (x + y 1)dz , где

LAB – отрезок прямой, соеди-

 

LAB

 

 

 

няющий точки A(1,1,1) и B(2, 3, 4).

 

 

е.

2xydx + y2dy + z2dz , где LAB

– дуга одного витка винтовой

 

LAB

A(1, 0, 0); B(1, 0, 4π).

 

линии x = cost, y = sin t, z = 2t;

 

10.2. Вычислить поверхностные интегралы второго рода:

а. ∫∫4x2 + y2 dxdy , где S – верхняя сторона круга x2 + y2 a2 .

S

б. ∫∫ ydxdz , где S – верхняя сторона части плоскости x + y + z = a ,

S

лежащей в первом октанте.

 

 

 

 

в. ∫∫xdydz + ydxdz + zdxdy ,

где

S

верхняя часть поверхности

S

 

 

 

 

x + 2y + z 6 = 0 , расположенная в первом октанте.

е. ∫∫xdydz + ydxdz + zdxdy ,

где

S

внешняя сторона цилиндра

S

 

 

 

 

x2 + y2 = R2 с основаниями z = 0 и z = H .

Результат проверить по формуле Остроградского.

10.3. Применяя формулу Остроградского, вычислить поверхностные интегралы второго рода:

а. ∫∫xdydz + ydxdz + zdxdy , S – положительная сторона куба, со-

S

ставленного плоскостями x = 0, y = 0, z = 0, x =1, y =1, z =1.

б. ∫∫xzdxdy + xydydz + yzdxdz , где S – внешняя сторона пирами-

S

ды, составленной плоскостями x = 0, y = 0, z = 0 и x + y + z =1.

29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]