Krivolinejnie_i_poverhnostnie_integrali
.pdf
|
2,1,1 |
|
1 |
|
у |
x |
|
x |
|
xy |
|
||||
3. |
Вычислить |
1 |
|
|
|
dx |
|
|
|
|
dy |
|
|
dz . |
|
|
|
|
y |
2 |
z |
2 |
|||||||||
|
1,1,2 |
у |
z |
z |
|
|
|
|
|
||||||
3.Вычислить поверхностные интегралы
а) (xy yz zx)ds , где S – часть конической поверхности
S
z 
x2 y2 , вырезанной цилиндром х2 + у2 = 2х.
б) zdydz ydzdx zdxdy , где S – внешняя сторона границы области
S
0 ≤ z ≤ 1, x2 + y2 ≤ 2x, y ≥ 0. (не применяя формулы Остроградского).
в) x4 y4 2a2 z2 dxdy , где S – часть нижней стороны поверхности
S
az xy , лежащая в первом октанте и внутри цилиндра x2 y2 2 bxy .
4.Применяя формулу Стокса, вычислить интеграл
( y z)dx (x z)dy (x y)dz , |
где |
L |
– |
окружность |
L |
|
|
|
|
x2 y2 z2 4, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x y z 0 |
|
|
|
|
пробегаемая против хода часовой стрелки, если смотреть с положительной стороны оси ох.
5.В каком направлении скалярное поле u (x, y, z) имеет наибольшую скорость изменения в точке М (1, 2, 2)? Чему равна наибольшая скорость, если
|
u(x, y, z) |
|
|
x |
|
|
? |
|||
|
x2 y2 z2 |
|||||||||
6. |
Вычислить работу A поля F y z i z x j x y k по кривой |
|||||||||
|
|
x |
2 |
y |
2 |
z |
2 |
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y x tg |
0 1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yi x j |
|
|
7. |
Найти циркуляцию поля F 2c |
вдоль окружности радиуса R |
||
x2 y2 |
||||
|
|
|
с центром в точке O 0;0 . (Движение против хода часовой стрелки.)
8.По какой кривой следует двигаться из точки M 1;1;0 , чтобы поле
u x2 y2 z2 имело наибольшее убувание.
2
Вариант 3.
1.Вычислить криволинейные интегралы:
а) xyds , где L – прямоугольник, ограниченный прямыми
L
x 0, x 4, y 0, y 2;
б) Найти работу силы |
F 2xyi x2 j при перемещении вдоль линии L, |
где L – дуга кривой |
y2 x от точки (0, 0) до точки (1,1). |
2.Применяя формулу Грина вычислить:
cos |
x2 y2 dx , где L-окружность |
x2 y2 1. |
L |
|
|
3. Проверив, что подынтегральное выражение представляет полный
1,1 |
x 1 6у2 dx y 1 6x2 dy. |
дифференциал, вычислить |
0,0
4.Вычислить поверхностные интегралы:
а) |
(y z 1 x2 )ds , |
где |
S |
– поверхность цилиндра x2 y2 1, |
|
S |
|
|
|
заключенная между плоскостями z 0 и z 2 . |
||||
б) |
(y2 z2 )dydz , где |
S |
– |
внешняя сторона части параболоида |
|
S |
|
|
|
x 1 y2 z2 , отсеченная плоскостью x 0.
в) y z dydz z x dzdx x y dxdy , где S –часть внешней
S |
|
стороны верхней z 0 полусферы x2 y2 |
z2 2Rx , лежащая в первом |
октанте внутри цилиндра x2 y2 2ax, |
a R . |
5.Применяя формулу Остроградского вычислить поверхностный интеграл
x5dydz y5dxdz 10zx2 y2dxdy , где S – внешняя сторона сферы
S
x2 y2 z2 4.
6.В каком направлении скалярное поле u(x, y, z) имеет наибольшую скорость изменения в точке М(1,1,-1). Чему равна наибольшая скорость,
если u(x, y, z) x3 y3 z3 3xyz ?
7. |
Вычислить |
работу |
поля |
F yi z j xk |
|
вдоль |
кривой |
|||||||
|
x acost; |
y asint; |
z bt; |
0 t 2 |
в |
направлении |
||||||||
|
возрастания параметров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 y2 2ax |
||||||
8. |
Найти циркуляцию |
поля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F z2 , x2 , y2 по кривой |
x |
2 |
y |
2 , |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
положительно ориентированной на внешней стороне конуса. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
9. |
Найти угол между |
grad u |
в точке M 1;2;0 |
и |
grad u |
в |
|
точке |
||||||
|
N 1;2;4 , если u z3 x3 y3 |
xyz . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вариант 4.
1.Вычислить криволинейный интеграл
а) |
|
|
ds |
|
|
, где L – отрезок прямой |
y |
x |
2 , соединяющий точки |
|
|
|
|
|
|
||||
x |
2 |
2 |
|||||||
L |
y |
|
|
|
2 |
|
|||
(0, 2) и (4,0) ; |
|
|
|
||||||
б) Найти работу силы F (x2 2y)i ( y2 2x) j , при перемещении вдоль линии L от точки М к точке N. L: отрезок MN: M ( 4,0), N (0,2)
1,1 |
x 1 6у2 dx y 1 6x2 dy. |
2. Вычислить |
0,0
3.Применяя формулу Грина вычислить xydx (y3 x)dy , где L – контур,
L
составленный из дуги гиперболы xy 1 и отрезка прямой y 5 x ,
2
1 x 2 .
2
4.Вычислить поверхностные интегралы
а) (6x 4y 3z)ds , где S – поверхность z xy , вырезанная цилиндром
S
x2 y2 4
б) (z 1)dxdy , где S – внешняя сторона сферы x2 y2 z2 1.
S
в) xdydz y2dzdx z2dxdy , где S – внешняя сторона поверхности
S |
|
тела x2 y2 a2 , |
H z H . |
5.Применяя формулу Остроградского, вычислить поверхностный интеграл
z3dydz x3dzdx z2 
x2 y2 dxdy , где S – внешняя сторона границы
S |
|
|
|
области 0 z a , |
x2 y2 x, |
x2 y2 2x , |
y x. |
6.В каком направлении скалярное поле u(x, y, z) имеет наибольшую скорость изменения в точке M (1,1,1) . Чему равна наибольшая скорость,
1 |
|
|
|
||
если u(x, y, z) ln |
|
|
|
|
? |
|
|
|
|
||
|
|
x2 y2 |
z2 |
||
7.Вычислить работу поля F x3 y3; x y 2 по ломанной ABC где
A 2;1 , B 0;3 , C 2;1 .
8.Найти циркуляцию поля F x3 y; y2 z; z2 x вдоль кривой
x2 y2 4 .
x z 2
9. Найти grad rot F , если F xz; yz; x2 y2 .
Вариант 5.
1.Вычислить криволинейный интеграл
а) (x y)ds , где L – правый лепесток лемнискаты 2 a2 cos2
L
б) Найти работу силы F (x2 2y)i ( y2 2x) j при перемещении вдоль
линии L: 2 x2 y от точки M ( 4;0) к точке N (0;2) 8
2.Применяя формулу Грина вычислить:
(x3 3xy2 )dx (y2 1)dy , где L – пробегаемый в положительном
L
направлении контур треугольника АВС с вершинами A(0,2) B(0,0)
C(0,1) .
3.Проверив, что подынтегральное выражение является полным дифференциалом, вычислить
2,3,4
|
2хy y2 уz2 dx (x2 2xy xz2 )dy 2xyzdz. |
1,1,1 |
|
4.Вычислить поверхностные интегралы:
а) (y z 
4 x2 )ds , где S – поверхность, x2 y2 4, заключенная
S
между плоскостями z 0 и z 1.
б) x2 y2 zdxdy , где S – верхняя сторона нижней половины сферы
S
x2 y2 z2 1.
в) xdydz ydzdx zdxdy , где S – внутренняя сторона эллипсоида
|
S |
|
|
|
|
|
x2 |
|
y2 |
|
z2 |
1. |
|
a2 |
b2 |
c2 |
||||
|
|
|
5.Применяя формулу Стокса, вычислить интеграл
( y z)dx (x z)dy (x y)dz , где L – окружность x2 y2 z2 4,
L
x y z 0, пробегаемая против хода часовой стрелки, если смотреть с положительной стороны оси ox .
6.В каком направлении скалярное поле u(x, y, z) имеет в точке M (1,1,1)
наибольшую скорость изменения? Чему равна наибольшая скорость,
если u(x, y, z) cos(x y) z ?
|
|
5 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
; x3 |
|||||
7. Вычислить работу поля F y3 |
вдоль положительно |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 2 2
ориентированной кривой x3 y3 a3 .
8.Найти циркуляцию поля F xy z; yz x; y
a2 x2 вдоль кривой ,
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
где кривая x |
|
y |
|
z |
|
2ax |
|
|
x2 y2 |
a2 |
|||
внутренней стороне цилиндра.
9. Найти rot F в точке M 1;2; 2
положительно ориентированна на
|
y |
|
z |
|
x |
||
F |
|
|
; |
|
; |
|
. |
z |
x |
|
|||||
|
|
|
|
y |
|||
|
|
Вариант 6. |
|
|
1. Вычислить криволинейные интегралы |
|
|
||
а) (x y)ds , где L задана параметрически |
x cos2 t , |
y sin2 t |
||
L |
|
|
||
0 t |
|
, |
|
|
|
|
|
||
2
|
б) (x2 2xy)dx (y2 2xy)dy , где AB - дуга параболы y x2 , с |
|
|
|
|
|
AB |
|
|
началом в точке A(1,1) и концом в точке B( 1,1) |
|
2. |
Применяя формулу Грина вычислить (x3 3xy2 )dy x2dx , где L – |
|
|
|
L |
|
пробегаемый в положительном направлении контур, составленный из |
|
|
правой полуокружности x2 y2 1 и отрезка прямой x 0, 1 y 1. |
|
|
1,1,2 |
x y2 z2 dx y(x2 z2 )dy z x2 y2 dz . |
3. |
Вычислить |
|
1,1, 1
4.Вычислить поверхностные интегралы
а) (xy yz z2 )ds , где S – часть конической поверхности
S
z 
x2 y2 , вырезанной цилиндром x2 y2 4.
б) x2 y2 zdxdy , где S - верхняя сторона верхней половины сферы
S
x2 y2 z2 1.
в) x2dydz y2dzdx z2dxdy , где S – внешняя сторона поверхности
S |
|
|
|
тела x2 y2 z, |
z H . |
|
|
5. Применяя |
формулу |
Остроградского |
вычислить |
x2dydz y2dzdx z2dxdy , где S |
- внешняя сторона |
границы куба |
|
S |
|
|
|
0 x a,0 y a,0 z a .
6.В каком направлении скалярное поле u(x, y, z) имеет в точке M (1,1,1)
наибольшую скорость изменения? Чему равна наибольшая скорость,
если u(x, y, z) sin(y z) x ?
7. Вычислить |
|
работу |
|
|
поля |
F x2 y; y2 x |
вдоль |
кривой |
||||||
|
2 |
y |
2 |
a |
2 |
x |
2 |
y |
2 |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
от точки A 0;0 до B a;0 |
. |
|
||||||
|
|
x 0; |
|
y 0 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Найти |
циркуляцию |
поля |
F y2; xy; x2 y2 |
вдоль |
|
|
x2 y2 az |
|
положительно ориентированной на |
|
|
|
y 0; z a, x 0, y 0 |
|||
|
x 0; |
|
|
||
|
внешней стороне параболоида. |
|
|
||
9. |
Найти |
|
grad div F , |
если |
|
|
F 6x2 y2 z3 yz 5 ; 4x3 y xz 2 ; xy 3xz2 3 . |
|
|||
Вариант 7.
1.Вычислить криволинейные интегралы
а) 
x2 y2 ds , L где – окружность x2 y2 ax .
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) Найти работу силы F x2 yi yi при перемещении вдоль линииL : |
||||||||
|
отрезок MN от точки M ( 1,0) к точкеN (0,1) . |
|
|||||||
2. |
Применяя формулу Грина, |
вычислить xdy 2ydx , |
где L - контур, |
||||||
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составленный |
линиями |
|
y 0, y x , y |
1 x2 , |
пробегаемый в |
|||
|
положительном направлении. |
|
|
|
|
|
|||
|
5,3,1 |
xzdy xy dz yzdx |
|
|
|
|
|
||
3. |
Вычислить |
|
|
|
вдоль |
путей не пересекающич |
|||
x yz |
2 |
|
|||||||
|
7,2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхностьx yz .
4.Вычислить поверхностные интегралы
а) (x2 y2 )ds , S -граница тела |
x2 y2 |
z 1. |
|
|
||||||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б) ( y2 z2 )dxdy , где S |
- |
часть |
верхней |
стороны |
цилиндра |
|||||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z a2 x2 , 0 y b . |
|
|
|
|
|
|||||
в) x2 y2 |
z2 dzdx , |
где |
S |
- часть |
внешней |
стороны |
||||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
конусаz x2 |
y2 , |
0 y b . |
|
|
|
|
||||
5.Применяя формулу Остроградского, вычислить поверхностный
|
интеграл y2 xdzdx xzdxdy z2 ydxdz , |
где |
S |
- |
внешняя |
сторона |
|||||||||
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности, расположенной в первом октане и составленный из |
||||||||||||||
|
параболоида вращения x z2 |
y2 , |
цилиндра x2 y2 1 и координатных |
||||||||||||
|
плоскостей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
В каком |
направлении |
скалярное |
поле |
u(x, y, z) имеет в точке |
||||||||||
|
M (1,1,1) наибольшую |
скорость изменения? |
Чему |
равна наибольшая |
|||||||||||
|
скорость, если u(x, y, z) exy z ? |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
7. |
Найти |
работу |
поля |
F 4xy 15x2 y ; 2x2 5y3 |
7 |
по |
кривой |
||||||||
|
y x3 |
3x2 |
2 от точки A 1 |
3;0 до точки B 1;0 . |
|
|
|
||||||||
8. |
Найти |
|
циркуляцию |
поля |
F yexy ; xeyz ; xyz |
по |
кривой |
||||||||
|
x2 y2 |
z 1 2 ; x 0; y 0; z 0, x 0; y 0; z 0 |
положительно |
||||||||||||
|
ориентированной на внутренней стороне конуса. |
|
|
|
|
||||||||||
9. |
Найти |
угол между |
rot grad u |
и |
grad u |
в |
точке M 1;2;1 если |
||||||||
|
u 6x2 y2 |
z3 yz 5 ; 4x3 y xz 2 ; xy 3xz2 |
3 ???. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 8. |
|
|
|
|
|
|||
1. |
Вычислить криволинейные интегралы |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
а) x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2yds , где L - арка циклоиды |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a(t sint), y a(1 cost) , 0 t 2 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
б) x2 ydx x3dy , |
где |
AB |
- |
дуга параболы |
y x2 от точки A( 1,1) до |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AB
точки B(1,1) .
2. |
Применяя |
|
формулу Грина вычислить (x y)dx (x y)dy , где L - |
||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
эллипс |
x2 |
|
y2 |
|
1. |
|
|
a2 |
b2 |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
5,3,1 |
|
||
3. |
Вычислить |
|
|
y z xyz 1dx z xyz ln xdy y xyz ln xdz . |
|||
7,2,3
4.Вычислить поверхностные интегралы
а) |
ds |
, где |
S - часть плоскости |
x y z 1, расположенной в I |
(1 x y)2 |
||||
S |
|
|
|
|
октанте. |
|
|
|
|
б) (x2 y2 )dydz , |
где S - часть |
внешней стороны цилиндра |
||
S |
|
|
|
|
x 
9 y2 ,0 z 2.
в) |
x2dydz y2dzdx z2dxdy |
где S |
- часть внешней поверхности |
||||
|
S |
|
|
|
|
|
|
параболоида z x2 y2 , |
0 z H . |
|
|||||
5. Применяя формулу Стокса вычислить |
( y z)dx (z x)dy (x y)dz , |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
C |
где |
C - эллипс:x2 y2 a2 , |
|
x |
|
z |
1,a 0,h 0, пробегаемый против |
|
|
a |
|
|||||
|
|
|
|
h |
|
||
хода часовой стрелки, если смотреть с положительной стороны оси Ox .
6.В каком направлении скалярное поле u(x, y, z) имеет в точке М(1,1,1)
наибольшую скорость изменения? Чему равна наименьшая скорость изменения, если u(x, y, z) ln(x y 1) z ?
7.Найти работу поля F xy x y; xy x y по кривой
x2 y2 ax, y 0 от точки A 0;0 до точки B a;0 .
8.Найти циркуляцию поля F xy; yz; xz по кривой
x2 y2 1; x y z 1 положительно ориентированной на верхней стороне плоскости.
