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

Математический анализ. Сборник задач для контрольных работ во втором семестре. Учебно-методическое пособие

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

Интегральное исчисление функций многих переменных. Кратные интегралы

Вариант 3

1. Преобразуйте интеграл f (x, y )dxdy по области, заданной

D

уравнениями границ, интегрирования:

D : y =

в повторный

x,

x + y = 4,

x

=

и измените порядок

0 .

2. Вычислите интеграл

1

x

 

 

 

 

 

dx

 

 

9x

2

y

2

dy

2

 

 

0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

3. Преобразуйте интеграл

D

f

(x,

y )dxdy

по области

D

,

заданной уравнениями границ, в повторный интеграл в полярной системе координат:

D : y

2

2x + x

2

= 0,

y

2

3x

+ x

2

= 0

,

y =

3x, y = x .

 

 

 

 

4. Вычислите двойной интеграл

(10 y)dxdy , по области D ,

ограниченной кривой

y

2

+ x

2

 

 

D

= 4x .

5. Вычислите массу неоднородного тела, ограниченного поверхностями 36(x2 + y2 )= z2 , y2 + x2 =1 , x = 0 ,

z = 0

(x, z

0)

, если плотность

=

5

(x

2

+

 

 

 

 

 

6

 

 

 

y

2

)

 

 

.

6. Вычислите объем тела, ограниченного поверхностями z = x2 , z = 0, x + y 6 = 0 (x 0, y 0).

21

Интегральное исчисление функций многих переменных. Кратные интегралы

Вариант 4

1. Преобразуйте f (x, y )dxdy по области, заданной

D

уравнениями границ, в повторный и измените порядок интегрирования:

 

 

 

D : y = x,

 

y = x

3

 

(x 0) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Вычислите интеграл

 

dx

 

2xy

2

dy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Преобразуйте интеграл

 

 

f

 

(x, y )dxdy

по области D ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заданной уравнениями границ, в повторный интеграл в

 

полярной системе координат:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D : x

2

2 y

+ y

2

=

0

,

x

2

+ y

2

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Вычислите двойной интеграл

 

 

 

x

2

+ y

2

dxdy

, по области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, ограниченной кривыми

y

2

 

+ x

2

=10x,

 

y

2

+ x

2

= x .

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислите массу неоднородного тела, ограниченного

 

поверхностями

x

2

+ y

2

 

+ z

2

= 4, y

2

+ x

2

= z

2

, x

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y= 0 (x, y, z 0), если плотность = 6z .

6.Вычислите объем тела, ограниченного поверхностями

z = 2x2 + 3y2 , z = 0, y = x2 , y = x .

22

D

Интегральное исчисление функций многих переменных. Кратные интегралы

Вариант 5

1. Преобразуйте интеграл f (x, y )dxdy по области, заданной

D

уравнениями границ, в повторный и измените порядок интегрирования:

D : y + x = 2,

 

1

2. Вычислите интеграл

 

 

 

0

y = x

3

,

y

= 0

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

25x

4

y

4

 

 

 

3

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

dy

.

3. Преобразуйте интеграл f (x, y )dxdy по области

D

D

,

заданной уравнениями границ, в повторный интеграл в полярной системе координат:

D : y

2

+ 2x + x

2

= 0, y

2

+ 4x + x

2

= 0

,

y = x,

y = −x .

 

 

 

 

4. Вычислите интеграл

 

(6

x)dxdy , по области

D ,

 

ограниченной кривой

D

 

 

 

y

2

+ x

2

 

 

=

4 y

.

5. Вычислите массу неоднородного тела, ограниченного

поверхностями x2 + y2 =1, y2 + x2 = 2z

,

z = 0

,

x = 0

,

y = 0 (x, y 0), если плотность =10x .

 

 

 

 

 

6. Вычислите объем тела, ограниченного поверхностями

z = 2x

2

+ y

2

,

z = 0,

y = x,

y = 3x,

x = 2 .

 

 

23

Интегральное исчисление функций многих переменных. Кратные интегралы

Вариант 6

1. Преобразуйте интеграл f (x, y )dxdy по области, заданной

D

уравнениями границ, в повторный и измените порядок интегрирования:

D : y + x = 2,

 

1

2. Вычислите интеграл

 

 

 

0

y = x

3

,

x

 

y

 

 

 

 

dy 9x

2

y

 

y

 

 

 

 

= 0 .

2

dx .

 

3. Преобразуйте интеграл

f (x, y )dxdy D

по области

D

,

заданной уравнениями границ, в повторный интеграл в полярной системе координат:

 

D : y

2

2 y + x

2

=

0, y

2

y + x

2

= 0 ,

y x .

 

 

 

 

 

 

4.

Вычислите интеграл (x2 + y2 )dxdy , по области D ,

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ограниченной кривыми

 

y

2

+ x

2

= y,

y

2

+ x

2

= 3y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Вычислите массу неоднородного тела, ограниченного

 

поверхностями

64(x

2

+ y

2

)= z

2

, y

2

+ x

2

= 4

, x = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

z = 0

(x, z

0)

, если плотность

=

5

(x

2

+

 

 

 

 

 

4

 

 

 

y

2

)

 

 

.

6. Вычислите объем тела, ограниченного поверхностями

z = x,

z =10,

x =

25 y

2

 

(x 0,

y

0)

.

24

Интегральное исчисление функций многих переменных. Криволинейные интегралы

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ. КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ

Для выполнения контрольной работы по теме «Криволинейные интегралы» студенту необходимо

ЗНАТЬ:

определения криволинейных интегралов I-го и II-го рода;

способы задания кривых на плоскости и в пространстве;

формулы перехода от криволинейных к определенным интегралам;

формулы вычисления длины и массы дуги, работы переменной силы по перемещению материальной точки вдоль кривой;

формулу Грина и условия ее применения;

условия независимости криволинейного интеграла II-го рода от пути интегрирования.

УМЕТЬ:

вычислять криволинейные интегралы I-го и II-го рода;

вычислять криволинейные интегралы II-го рода по замкнутому контуру;

вычислять длину и массу дуги, работу переменной силы по перемещению материальной точки вдоль кривой;

восстанавливать функцию по ее полному дифференциалу.

Таблица баллов

задача

1

2

3

 

4

5

6

всего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

балл

1

1

1

 

1

1

1

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

Интегральное исчисление функций многих переменных. Криволинейные интегралы

Вариант 1

1. Вычислите массу дуги кривой с переменной плотностью

=

 

 

1

 

x

2

+ y

2

 

 

 

 

 

x = et cos t,

 

 

t

 

 

:

 

sin t, t [0; ln 4] .

l : y = e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2et ,

 

z =

 

 

 

 

 

 

 

2. Вычислите криволинейный интеграл xydl , L – контур

прямоугольника OABC , O (0; 0), A(4;

3. Вычислите криволинейный интеграл отрезок, A(1; 2), B (3; 6).

L

 

 

 

0), B (4;

 

ydx +

x

2

+

AB

 

 

 

 

2), C

xdy

,

 

2

y

 

 

 

(0; 2 AB

).

4.Вычислите интеграл по замкнутому контуру L , обходимому в положительном направлении:

 

(2x y) dx

2xdy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1;1)

 

 

 

 

 

5. Вычислите интеграл

 

(2x

2

y)dx + ( 2 y

2

x)dy

 

 

 

 

 

 

(2;1)

 

 

 

 

 

.

6. Проверьте, является ли заданное выражение полным дифференциалом некоторой функции u (x, y ), и

восстановите эту функцию:

1

y

 

 

1

 

 

 

2

 

dx +

 

y

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

y

2

 

dy

.

26

Интегральное исчисление функций многих переменных. Криволинейные интегралы

Вариант 2

1.

Вычислите массу первой арки циклоиды

x

= t sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

=1cos t

 

с плотностью распределенного вещества

= y

2

.

 

 

 

 

2.

Вычислите криволинейный интеграл

 

 

dl

 

, по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

8 x

2

y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отрезку AB

, соединяющему точки A(0; 0) и

B (2; 2) .

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

dx y

2

dy

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислите интеграл

 

 

 

 

, по контуру

 

3

 

 

7

 

3

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

x

+

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 2 cos

 

, соединяющему точки A(2; 0), B (0; 2), и

 

AB :

y = 2 sin3 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обходимому в положительном направлении.

 

 

 

 

4. Вычислите интеграл по замкнутому контуру

L

,

 

 

 

обходимому в положительном направлении:

 

 

 

 

 

 

 

(x + y)dx xdy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислите интеграл

 

( )

 

 

 

 

 

 

6

;1

 

 

y cos xdx + sin xdy

.

6.Проверьте, является ли заданное выражение полным дифференциалом некоторой функции u (x, y ), и восстановите

эту функцию:

y

 

 

x

 

 

 

+ ln y + 2x dx + ln x +

 

+1 dy .

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

27

 

 

Интегральное исчисление функций многих переменных. Криволинейные интегралы

Вариант 3

x = 3t

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2t

,

 

1. Вычислите массу однородной дуги кривой l : y = 6

 

 

 

 

 

 

 

2

 

z =12 3t

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2;

7

 

, с

плотностью

=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Вычислите криволинейный интеграл

 

(4

3

x 3

y )dl , где

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

AB – отрезок, A(1; 0), B (0;1) .

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислите криволинейный интеграл

(x

2

+ y

2

)dx + 2xydy

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

AB : y = x

3

, A(0;0), B (1;1) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

4.Вычислите интеграл по замкнутому контуру обходимому в положительном направлении:

L

,

(0,5cos(x +

y

2

) x +1)dx +y cos(x +

 

y

2

)dy

 

.

L (1;2)

5.

Вычислите интеграл

 

(2xy2 3y)dx + (2x2 y 3x)dy .

 

(

 

)

 

 

2;1

6.

Проверьте, является ли заданное выражение полным

дифференциалом некоторой функции u (x, y

восстановите эту функцию:

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

2

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

dx +

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x

2

y

2

 

 

 

 

1

x

2

y

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

), и

y dy

.

28

Интегральное исчисление функций многих переменных. Криволинейные интегралы

Вариант 4

1. Вычислите массу дуги кривой

l

с переменной плотностью

 

 

 

 

x = −sin 3t,

 

 

 

 

 

=

1

;

l :

 

 

 

t [0, 2] .

 

 

 

 

y = cos 3t,

 

 

 

 

4z 19

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = t

+ 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Вычислите криволинейный интеграл

 

 

dl

, где

2

(x + y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– отрезок,

A(4; 0), B (0; 4).

 

 

 

 

 

3. Вычислите интеграл

 

(x + 2 y)dx + (x y )dy , по дуге

 

AB

 

AB

 

x = 2 cos t

, соединяющей точки

A(0; 2

AB :

y = 2sin t

 

 

обходимой в положительном направлении.

4.Вычислите интеграл по замкнутому контуру обходимому в положительном направлении:

)

и

L ,

B (0; 2)

 

(2 xy)dx + ( y

3

2 y)dy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2;2)

 

 

 

 

 

5. Вычислите интеграл

 

 

xy

2

dx + x

2

ydy .

 

 

 

 

 

 

 

 

(−1;1)

 

 

 

 

6. Проверьте, является ли заданное выражение полным дифференциалом некоторой функции u (x, y ), и восстановите эту функцию:

 

 

x

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

+ 2x dx +

 

 

 

 

2 y dy .

 

2

 

2

 

2

 

2

 

+ y

 

 

+ y

 

x

 

 

 

x

 

 

 

, и

29

Интегральное исчисление функций многих переменных. Криволинейные интегралы

Вариант 5

1. Вычислите массу однородной дуги кривой

l

с плотностью

 

x = 2 t

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

,

 

 

 

 

t [0; 1] .

 

; l : y = t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 3 +

3t

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Вычислите интеграл

 

 

 

 

dl

 

, по контуру

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

4

x

+ y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB : = (1+ cos ), лежащему в верхней полуплоскости.

3. Вычислите криволинейный интеграл

 

xydx + (y x)dy , где

 

AB : y = x

3

,

 

A(0;0),

B (1;1)

AB

.

4.Вычислите интеграл по замкнутому контуру L , обходимому в положительном направлении:

 

( ye

xy

y)dx +

(xe

xy

+ x)dy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1;1)

 

 

 

 

 

 

5. Вычислите интеграл

 

(2xy

2

+ 3y)dx + (2x

2

y + 3x)dy

 

 

 

 

 

 

 

 

(2;1)

 

 

 

 

 

 

6. Проверьте, является ли заданное выражение полным дифференциалом некоторой функции u (x, y ), и восстановите эту функцию:

 

y

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

1 dx +

 

 

 

 

10 dy.

 

2

 

2

 

2

 

2

 

1+ x

y

 

 

1+ x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]