- •РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО ТЕМАМ 6.1, 6.2
 - •Тема 6.1. Интегрирование функций нескольких переменных
 - •Двойной интеграл
 - •Задача 1.1
 - •Задача 1.2
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 1.1
 - •Решение задачи 1.2
 - •Задача 2.1
 - •Задача 2.2
 - •Справочный материал
 - •Механический смысл двойного интеграла
 - •Геометрический смысл двойного интеграла
 - •Решение задачи 2.1
 - •Решение задачи 2.2
 - •Тройной интеграл
 - •Задача 3.1
 - •Задача 3.2
 - •Задача 3.3
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 3.1
 - •Решение задачи 3.2
 - •Тройной интеграл в сферических координатах
 - •Решение задачи 3.3
 - •Задача 4.1
 - •Задача 4.2
 - •Задача 4.3
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 4.1
 - •Решение задачи 4.2
 - •Решение задачи 4.3.
 - •Задача 5.1
 - •Задача 5.2
 - •Задача 5.3
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 5.1
 - •Решение задачи 5.2
 - •Решение задачи 5.3
 - •Задача 6.1
 - •Задача 6.2
 - •Задача 6.3
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 6.1
 - •Решение задачи 6.2
 - •Решение задачи 6.3
 - •Тема 6.2. Теория поля
 - •Скалярное поле
 - •Задача 7.1
 - •Задача 7.2
 - •Задача 7.3
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 7.1
 - •Решение задачи 7.2
 - •Решение задачи 7.3
 - •Векторное поле
 - •Задача 8.1
 - •Задача 8.2
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 8.1
 - •Решение задачи 8.2
 - •Задача 9.1
 - •Задача 9.2
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 9.1
 - •Решение задачи 9.2
 - •Задача 10
 - •Справочный материал
 - •Теорема Стокса
 - •Решение задачи 10
 - •Задача 11
 - •Справочный материал
 - •Решение задачи 11
 - •Задания к типовым расчетам
 - •Вариант 1
 - •Вариант 2
 - •Вариант 3
 - •Вариант 4
 - •Вариант 6
 - •Вариант 7
 - •Вариант 8
 - •Вариант 9
 - •Вариант 10
 - •Вариант 11
 - •Вариант 12
 - •Вариант 13
 - •Вариант 14
 - •Вариант 15
 - •Вариант 16
 - •Вариант 17
 - •Вариант 18
 - •Вариант 19
 - •Вариант 20
 - •Вариант 21
 - •Вариант 22
 - •Вариант 23
 - •Вариант 24
 - •Вариант 25
 - •Вариант 26
 - •Вариант 27
 - •Вариант 28
 - •Вариант 29
 - •Вариант 30
 - •ПРИЛОЖЕНИЕ
 - •Полярная система координат
 - •Эллиптические координаты
 - •Сферическая система координат
 - •Обобщенно эллиптические координаты
 - •Механические приложения интегралов функций нескольких переменных
 - •Механические приложения двойных интегралов
 - •Статические моменты
 - •Координаты центра тяжести
 - •Моменты инерции
 - •Механические приложения тройного интеграла
 - •Статические моменты
 - •Координаты центра тяжести
 - •Моменты инерции
 - •Механические приложения криволинейного интеграла первого рода
 - •Статические моменты дуги
 - •Координаты центра тяжести дуги
 - •Моменты инерции дуги
 - •Механические приложения поверхностного интеграла первого рода
 - •Статические моменты участка поверхности
 - •Моменты инерции участка поверхности
 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	1−x2  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	− x2  | 
	=  | 
	
  | 
|||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	1  | 
	
  | 
||||||||
V = ∫∫∫1dV = ∫∫dx dy  | 
	∫dz = ∫∫dx dy z  | 
	
  | 
	0  | 
	
  | 
	
  | 
||||||||||||||
  | 
	Ω  | 
	D  | 
	
  | 
	0  | 
	D  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	1  | 
	
  | 
	
  | 
	1−x  | 
	
  | 
	1  | 
	(1 − x2 )(1 − x)dx =  | 
||||||||||
= ∫∫(1 − x2 )dx dy = ∫  | 
	(1 − x2 )dx ∫dy = ∫  | 
||||||||||||||||||
D  | 
	
  | 
	
  | 
	0  | 
	
  | 
	
  | 
	0  | 
	
  | 
	0  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
1  | 
	(1 − x  | 
	2  | 
	
  | 
	3  | 
	)dx =  | 
	
  | 
	x3  | 
	
  | 
	
  | 
	x2  | 
	
  | 
	
  | 
	x4  | 
	
  | 
	1  | 
	
  | 
|||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||||||||||||
= ∫  | 
	
  | 
	− x + x  | 
	
  | 
	x −  | 
	
  | 
	−  | 
	
  | 
	
  | 
	+  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	0  | 
	=  | 
|||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||||||||
0  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	3  | 
	
  | 
	
  | 
	2  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	4  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||||
=1 − 13 − 12 + 14 = 125 .
Решение задачи 3.2
Объем тела вычисляется по формуле
V = ∫∫∫1 dV .
Ω
Область интегрирования Ω показана на рисунке 10. Ее удобно проектировать в плоскость yOz . Чтобы найти проекцию области Ω,
определим  | 
	линию  | 
	пересечения  | 
	заданных  | 
	поверхностей:  | 
|||
  | 
	
  | 
	2  | 
	+ z  | 
	2  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
x = y  | 
	
  | 
	.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	x  | 
	=1  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
z 
x = y2 + z2
x =1  | 
	y  | 
1
x
Рис. 10.
16
  | 
	2  | 
	+ z  | 
	2  | 
	=1  | 
	
  | 
y  | 
	
  | 
	
  | 
	, из которого ясно, что  | 
||
Преобразуем систему к виду  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	
  | 
	x =1  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
линией пересечения является окружность с радиусом 1, лежащая в плоскости x =1.
Следовательно, область интегрирования проектируется в координатную плоскость yOz на круг с радиусом, равным 1 (рис. 11).
  | 
	
  | 
	y  | 
	
  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	ρ =1  | 
	
  | 
|
  | 
	D  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	
  | 
	
  | 
	x  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	Рис. 11.  | 
	
  | 
	
  | 
Тройной интеграл по области Ω сведется к двойному интегралу  | 
||||
по области  | 
	D (рис. 11). Пределы интеграции для переменной  | 
	x  | 
||
определяются из неравенства:  | 
	y2 + z 2 ≤ x ≤1 .  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	1  | 
	
  | 
  | 
	V = ∫∫∫1 dV = ∫∫1dydz  | 
	∫dx =  | 
	
  | 
|
  | 
	Ω  | 
	D  | 
	y2 +z2  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	2 1  | 
	
  | 
	
  | 
	∫∫(1− y2 − z2 )dydz .  | 
||||||||
= ∫∫ dydz x  | 
	y  | 
	
  | 
	2 =  | 
||||||||||
D  | 
	
  | 
	+ z  | 
	
  | 
	
  | 
	D  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
Область интегрирования  | 
	
  | 
	D  | 
	
  | 
	-  | 
	круг.  | 
	Поэтому перейдем к  | 
|||||||
полярным координатам.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
y = ρcos ϕ  | 
	,  | 
	y  | 
	2  | 
	+ z  | 
	2  | 
	= ρ  | 
	2  | 
	,  | 
	0 ≤ ϕ ≤ 2π  | 
	.  | 
|||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	0 ≤ ρ ≤1  | 
|||||||
z = ρsin  | 
	ϕ  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
V = ∫∫(1 −ρ2 )ρdρdϕ = 2∫πdϕ1∫(ρ −ρ3 )dρ =  | 
|||||||||||||
D  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	0  | 
	
  | 
	
  | 
	0  | 
	
  | 
	
  | 
17
