Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математический анализ для проведения консультаций. Учебно-методическое пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
777 Кб
Скачать

1

y

2xex2 y dx.

б) dy

0

0

 

Ответ: 15 (5e 8) .

5. Вычислите двойной интеграл по изображенной области.

5.1.(3x 2 y)dxdy

D

Ответ: 18.

5.2.xdxdy

D

Ответ: 83 . 6. Вычислить

а) xydxdy ,

D : x y 2;

x2 y2

2 y ; x 0 .

D

 

 

 

 

Ответ:

1 .

 

 

 

 

4

 

 

 

11

б)

xdxdy

,

D : y x tg x; y x .

2 2

D x

y

 

 

 

 

 

Ответ:

2

.

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Укажите полярные координаты ( , ) точки, заданной в декарто-

вых координатах.

 

а) M 3

3; 3 .

Ответ:

 

5

;

6

 

 

6

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

б) M(0; 2).

 

 

Ответ:

 

3

;

2

 

 

2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Задайте изображенную область неравенствами в полярной системе координат.

8.1.

Ответ: 0

 

,

1 2cos .

 

3

 

 

8.2.

 

 

 

Ответ: 23 , 1 cos cos .

12

9. Перейдите от двойного интеграла f (x, y)dxdy по изображенной

D

области к повторному в полярных координатах. 9.1.

3

4

Ответ: 2

d f ( cos , sin ) d .

 

2

2

 

9.2.

 

 

5

2

 

Ответ:

4

 

d f ( cos , sin ) d .

 

0

0

 

10. Перейдите к полярным координатам в интеграле f (x, y)dxdy

 

 

 

D

по области, заданной неравенствами или уравнениями границ.

10.1. D : x2 y2

2x, y 0.

Ответ:

0

2 cos

 

d

f ( cos , sin ) d .

 

 

0

 

 

2

 

 

13

10.2. D : x2 y2 y, x 0.

0

 

sin

 

Ответ:

d

 

f ( cos , sin ) d .

 

 

0

 

2

 

 

 

10.3. D : x2 y2 ax ; x2 y2 by ; a 0, b 0.

Ответ:

arctg

a

 

 

bsin

 

 

 

 

 

b d

 

f ( cos , sin ) d

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

a cos

 

2

 

 

d

 

f ( cos , sin ) d .

arctg

a

 

0

 

b

 

 

11. Вычислите интеграл, перейдя к полярным координатам:

 

 

xdxdy

,

D : x2

ay;

x2 y2

2a2 ;

y 0 (x 0, a 0) .

 

2 2

D x y

 

 

 

 

 

Ответ:

a (2 ln 2) .

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

12. Найдите площади фигур, ограниченных заданными кривыми:

а) y2 6 y x2 0; y x; y2 10 y x2 0, y x.

Ответ: 8 16 .

б) cos a ; 2a (меньшая часть круга).

Ответ:

a

2

4

 

3

 

 

 

3

.

 

 

 

 

 

 

 

в) y2 a2 ax ; y a x .

Ответ: 92 a2 .

14

13. Найдите объем тела, ограниченного поверхностями: a) z x2 y2 ; x y 4; x 0; y 0; z 0 .

Ответ: 42 23 .

б) x2 y2 z2 4a2 ; x2 y2 a2 (вне цилиндра).

Ответ: 4 3a3 .

15

3.ТРОЙНОЙ ИНТЕГРАЛ С ПРИМЕРАМИ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

1.В прямоугольной декартовой системе координат

Вычислите величину электрического заряда с объемной плотностьюx y z , расположенного в пирамиде V, ограниченной плоскостью

x y z 1 0 и координатными плоскостями x 0, у 0, z 0 .

Величина этого электрического заряда определяется с помощью тройного интеграла

 

 

 

 

1

 

1 x

1 x y

 

 

 

 

 

 

 

 

(x y z)dxdydz dx

dy

 

(x y z)dz

 

 

V

 

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

1

1 x

xz yz z2 / 2 1 x y dy

 

1

1

y

 

2 xy2 y2 / 3 10 x dx

dx

 

 

yx

0

0

 

 

0

 

2

0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

1

1

 

 

 

3x2

 

x4

1

 

 

 

 

 

(2 3x x3 ) dx

 

2x

 

 

 

 

 

 

.

 

 

6

 

2

4

8

 

 

 

0

6

 

 

 

 

0

 

2. В цилиндрической системе координат

 

 

 

 

 

 

2.1. Найдите

объем тела, ограниченного снизу параболоидом

z (x2

y2 )h , а

сверху – плоскостью z h . Объем этого тела V про-

ектируется на круг в плоскостиOxy , а величина объема определяется следующим образом:

 

 

 

 

 

2

h

 

 

h

2

 

h

 

 

2

 

 

V dxdydz d d dz

d d

dz

 

d

h

 

 

d

V

V

 

 

 

0

0

 

 

2 /h

0

 

0

 

h

 

 

2 h 2

 

4

h

h3

 

h3 2

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

d

2

d

2

.

 

 

 

 

0

2

 

4h

0

 

 

4 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.Найдите массу тела с заданной объемной плотностью

играницами:

 

 

x2 y2 z,

x2 y2 z2 ,

x 0,

y 0, 35yz .

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2d

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d d 35 sin z dz 35 sin d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

2

 

 

0

 

5

0

7

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

( cos )0 /2

1

 

35

(1)

 

 

35

7 5

1.

2

2 ( 2 3 )d

2

 

 

5

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

7

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. В сферической системе координат

Найдите массу тела с заданной объемной плотностью и грани-

цами.

3.1. Найдитемассутеласобъемнойплотностью 32z , ограниченного поверхностями:

 

x2 y2 z2 1,

x2 y2 z2 ,

x 0,

y 0,

z 0 .

 

1

 

 

 

 

32 4

 

1

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

4

 

 

d

d

d d 2 sin 32cos

 

2

4

 

 

sin cos

0

0

 

0

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

04

(cos

cos0)

.

 

4 2

sin 2 d cos 2

2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Найдите массу тела с объемной плотностью 5y , ограниченного поверхностями:

 

 

x2 y2 4z, x2 y2 4,

x 0,

y 0,

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

2

2

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

d

d

5 sin dz 5 sin d

2d

 

 

 

0

0

 

0

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

4

 

0

 

 

 

5 ( cos )

 

2

4d

5

5

 

2

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

0

0

 

4 5

 

0

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

3.3. Найдите координаты центра масс верхней половины шара ради-

усом R c центром в начале координат, т. е. (xc , yc , zc ) . Этот полушар

ограничен поверхностью zc

R2 x2 y2 и плоскостью z 0 .

В силу симметрии полушара xc 0, yc 0 , а координата zc опреде-

ляется следующим образом:

 

 

 

 

zdxdydz

 

zdxdydz

z

c

 

V

 

V

 

 

.

dxdydz

2

R

3

 

 

 

 

 

 

 

V

 

3

 

 

Тогда в сферической системе эта координата вычисляется следующим образом:

 

2

/2

 

R

 

 

R4 1

 

 

 

d

sin cos d 3d

 

2

3 R.

zc

0

0

 

0

 

4

2

 

 

 

2

R3

2

 

 

 

 

 

 

R3

8

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

Ответ: xc 0, yc 0, zc 3R / 8.

18

4. КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ. ФОРМУЛА ГРИНА

1. Найдите длины дуг следующих кривых.

1.1.

y 2x3/2 ,

1

x 8 .

 

 

 

 

 

3

9

 

 

Ответ:

38 .

 

 

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

x 4 3t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.

 

2 t3 ,

 

t 1; 2

2

.

y

 

 

 

4 3t2 ,

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: 37.

 

 

 

 

1.3.

x aet cost ;

y aet

sin t ; z aet от точки O(0, 0, 0) до точки

A(a, 0, a) ; a 0 .

Ответ: a 3 .

2. Вычислите криволинейные интегралы первого рода.

2.1. x2dl , L – верхняяполовинаокружностимеждуточками A(a,0)

L

и B( a,0) .

Ответ:

1

a3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

x

 

 

 

y

 

a

(a 0) .

2.2. xydl , L – контур квадрата

 

 

 

 

 

 

 

 

L

Ответ: 0.

19

2.3. (x z)dl ,

L – дуга кривой x t , y 3t2 ; z t3 ; 0 t 1.

L

 

1

 

 

 

2

 

Ответ:

 

 

56

.

 

54

 

 

 

 

 

7 1

 

3. Вычислите криволинейные интегралы второго рода.

A(0, a) до

3.1. xdy ,

 

где L – правая полуокружность от точки

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки B(0, a) .

 

 

 

 

 

Ответ:

1 a2 .

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

x2

 

 

3.2. (x y)dx , L: y

от точки O(0, 0) до точки A(2, 2) .

 

L

 

 

 

 

 

2

 

 

Ответ:

10 .

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3.3. ydx zdy xdz , L – прямаяотточки O(0, 0, 0) доточкиC(a, a, a) .

 

L

3

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

a

2

.

 

 

 

2

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{х, у, х у 2} при перемещении

Вычислите работу силы F

точки вдоль отрезка прямой из точки А(0, 0, 0) в точку B(1, 2, –1).

Ответ: –1.

 

 

 

 

 

5.

Выберите интегралы, не зависящие от пути интегрирования на

плоскости (x, y) или в пространстве (x, y, z) :

а)

ydx xdy zdz ;

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

(3x2

1) ydx (x3 x)dy ;

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ( y z)dx (x z)dy (x y)dz ;

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

cos ydx xsin ydy ;

 

L

1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

д)

 

dx

 

dy ;

 

 

 

 

L

y

 

 

 

 

y2

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]