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

Белов+В.Н.Определенный+интеграл

.pdf
Скачиваний:
343
Добавлен:
21.04.2015
Размер:
598.29 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Уравнения линий, ограничивающих фигуру

Ось

варианта

вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

y = arcsin x,

y = (π/2)3

 

 

 

 

OY

x

2

y = x, y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OY

2x

4, y = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, y = 2 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 4

OX

 

 

x, y = 0

4

y = 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OY

 

x, y = 0, x = 8

5

y = 2 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OY

x, y = (x/2)2 − 4, x = 0

6

y = x3, y = x1/3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OY

7

y = ln(x + 1),

x = 5, y = 0

OY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

 

 

 

 

при y > 2, x = 4 −

 

при y 6 2,

 

8

6 − y

2y

OY

 

x = 0,

y = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

y = (x − 2)2, y = 4 − x2

OX

10

y = 2 − x2/2, y = 4 − 5x2/2

OX

11

y = ex − 1, y = 2, x = 0

OX

12

(y − 2)2 = 4 − x, x = 0

OX

13

y = arctgx, x = 1, y = 0

OY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OY

y = 2x, y = 8 − 2x, y = 0

15

y = ln x, y = 2 − ln x, y = 0

OY

16

y = 4x2 − 4, y = x2 − 1

OX

17

y = 2 sin x и ветвь тангенсоиды y = tg x, про-

OX

ходящая через начало координат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

y = 2

x, y = 6 −

 

 

 

OY

x, x = 0

19

y = 5 −

x, y = 2

 

− 1, x = 0

OY

x

20

x = 4,

y = ln x и касательная к этой кривой в

OY

точке пересечения ее с осью OX

 

 

 

 

 

 

 

 

21

y =

 

, y = 3

 

 

OY

x + 1

x + 1

22

y = (x/2)2, y = x − 1, x = 0

OY

23

y = 0,

 

y = 1+sin x (между двумя соседними

OX

точками касания этой линии с осью OX)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

Окончание табл. 1

Номер

Уравнения линий, ограничивающих фигуру

Ось

варианта

вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

y = ex, y = 4e−x, y = 4

OX

25

x =

 

, x =

 

 

 

 

, y = 0

OX

 

4 − y

y

26

y = x, y = 2

 

 

 

 

 

 

OY

x

4, y = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

27

y = ln(x − 1), x = 3,

 

y = 0

OY

28

x = 2, y = arcsin(x/2) и касательная к этой

OY

кривой в начале координат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 0, y = 4−2

 

и касательная к этой линии

 

29

x

OY

 

в точке ее пересечения с осью OX

 

30

y = 2

x, y = 6 −

 

 

OX

x, y = 0

Задача 3. Вычислить площадь фигуры. Для каждого номера

варианта задана соответствующая фигура.

1. Внутри окружности ρ = 6 cos ϕ и одновременно вне

лемнискаты ρ2 = 9 cos 2ϕ.

2.Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно внутри окружности ρ = 1.

3.Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно вне кар-

диоиды ρ = 3 (1 − cos ϕ).

 

 

4. Внутри окружности ρ =

6

cos ϕ и одновременно внутри

лемнискаты ρ2 = 9 cos 2ϕ.

 

 

 

5. Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно внутри окружности ρ = 3 sin ϕ.

6.Внутри окружности ρ = 1 и одновременно внутри кардиоиды ρ = 2(1 − cos ϕ).

7.Внутри кардиоиды ρ = 1+cos ϕ и одновременно вне окруж-

ности ρ = − cos ϕ.

8.

Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно внутри

окружности ρ = 3 cos ϕ.

 

 

9.

Внутри окружности ρ =

3

sin ϕ и одновременно внутри

кардиоиды ρ = 1 − cos ϕ.

10. Внутри кардиоиды ρ = 1−cos ϕ и одновременно вне окружности ρ = 3 sin ϕ.

11. Внутри кардиоиды ρ = 1 − cos ϕ и одновременно внутри окружности ρ = cos ϕ.

41

12.Между двумя лемнискатами ρ2 = 4 cos 2ϕ и ρ2 = cos 2ϕ.

13.Внутри лемнискаты ρ2 = cos 2ϕ и одновременно внутри окружности ρ = 2 sin ϕ.

14.Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно слева от прямой ρ = 3/(4 cos ϕ).

15.Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно вне кардиоиды ρ = 1 − cos ϕ.

16.Внутри окружности ρ = 3 и одновременно вне кардиоиды

ρ= 2(1 + cos ϕ).

17.Внутри лемнискаты ρ2 = 2 cos 2ϕ и одновременно вне

окружности ρ = 1.

 

 

 

 

 

 

18. Внутри окружности ρ =

 

sin ϕ и одновременно вне

3

кардиоиды ρ = 1 − cos ϕ.

 

 

2

= 9 cos 2ϕ и одновре-

19. Внутри правой ветви лемнискаты ρ

 

менно вне окружности ρ = 6 cos ϕ.

 

 

 

 

 

20. Внутри четырехлепестковой

 

розы

ρ =

2

|sin 2ϕ| и

одновременно внутри окружности ρ = 1.

21. Внутри окружности ρ = cos ϕ и одновременно вне кардиоиды ρ = 1 − cos ϕ.

22. Внутри окружности ρ = sin ϕ и одновременно вне трехлепестковой розы ρ = sin 3ϕ.

23. Внутри окружности ρ = 1 и одновременно внутри кардиоиды ρ = 2(1 + cos ϕ).

24. Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно вне кардиоиды ρ = 1 + sin ϕ.

25. Внутри кардиоиды ρ = 1 + cos ϕ и одновременно справа от прямой ρ = 3/(4 cos ϕ).

26. Внутри окружности ρ = sin ϕ и одновременно вне четырехлепестковой розы ρ = |sin 2ϕ|.

27. Внутри окружности ρ = 2(sin ϕ − cos ϕ) и одновременно вне окружности ρ = 6.

28. Внутри кардиоиды ρ = 1+cos ϕ и одновременно вне окруж-

ности ρ = (1/ 3) sin ϕ.

29.Внутри окружности ρ = 3/2 и одновременно вне кардиоиды ρ = 3(1 − cos ϕ).

30.Внутри кардиоиды ρ = 3(1+cos ϕ) и одновременно внутри кардиоиды ρ = 1 − cos ϕ.

42

Задача 4. Вычислить длину дуги кривой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

Уравнение кривой

Oграничения на переменные

варианта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x2 + y2 = 17

 

Внутри ветвей гиперболы

 

xy = 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

y = ch(2x)/2

 

y 6 (1/2) ch 6

3

y =

 

 

 

/2

 

(1/2) ln 3 6 x 6 (1/2) ln 24

e2x + 1

 

4

y =

1

ln

ex − e−x

 

(1/4) ln 2 6 x 6 (1/4) ln 5

 

 

 

2

 

 

 

ex + e−x

 

 

 

 

 

x = a cos3 t

 

 

 

 

5

( y = a sin3 t ,

a > 0

 

 

6

y2 = 2(x − 1)3/3

 

Внутри параболы y2 = x/3

7

y = 1/ cos 2x

 

0 6 x 6 π/8

8

y = x2/8 − ln x

 

1 6 x 6 2

9

ρ = a/ cos3 (ϕ/3), a > 0

0 6 ϕ 6 π

10

y2 = 4x3

 

 

 

 

 

Внутри окружности

 

 

 

 

 

x2 + y2 = 3x/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

ρ = 3 (1 + sin ϕ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

ρ = a sin4(ϕ/4), a > 0

ϕ [0; 2π]

13

x2 + 2x − y = 0

 

y 6 0

 

14

y = 2 ln[sin(x/2)]

 

2π/3 6 x 6 4π/3

15

ρ = a cos3(ϕ/3),

a > 0

ϕ [0; 3π/2]

16

x = t − sin t

 

0 6

t

6 π

 

( y = 1 + cos t

 

 

17

y =

 

ln(2 − x2),

−1 6 x 6 1

2

18

y = (3 − x)

 

 

 

y > 0

 

x/3

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Уравнение кривой

 

 

Oграничения на переменные

варианта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

y = 6/ sin(x/3)

 

 

 

 

 

π/2 6 x 6 2π

20

ρ = 1 − cos ϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутри окружности

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ = cos ϕ

21

y = 6/cos(x/3)

 

 

 

 

 

y 6 12

 

22

ρ = 2(1 + cos ϕ)

 

 

 

 

 

Вне окружности ρ = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

5x3 = y2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутри

окружности x2 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ y2 = 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

y = 4 ln[sin(x/4)]

 

 

 

 

 

π 6 x 6 3π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

25

y = (x

12)x/6

 

 

 

y

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

x2 + y2 = 10

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутри

ветвей гиперболы

 

 

 

 

 

 

 

 

xy = 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

Между точками пересечения

27

( y = t − t3/3

 

 

 

 

 

с осью OX

28

y = arccos

 

 

 

 

 

 

6

 

6

 

 

 

 

 

x

 

x2

0

 

x

 

1

x

 

 

 

 

 

 

29

y = 1/ sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

π/6 6 x 6 π/3

30

x = a (3 cos t

cos 3t)

где 0 6 t 6 π/2

( y = a (3 sin t sin 3t)

 

a > 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 5. Вычислить площадь поверхности, полученной при вращении заданных линий вокруг заданной оси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Уравнение кривой

Oграничения на

Ось

варианта

 

переменные

вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

y =

 

 

 

 

 

 

0 6 x 6 3

 

ex + 1

 

 

 

OX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

2

y = (1/3)x2

 

 

y

0

OX

 

x

 

3

y2 = 4 + x

 

 

 

x 6 2

OX

4

x2 + (y − 2)2 = 8

y > 0

OX

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 3

Номер

 

Уравнение кривой

Oграничения на

Ось

варианта

 

переменные

вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

y = x3/3

 

 

 

 

 

 

 

−2 6 x 6 2

OX

6

y = (1/2) ch(2x)

 

 

y 6 (1/2) ch 6

OX

7

y = e−x/2

 

 

 

 

 

 

 

x > 0

OX

8

x2 + (y − 4)2 = 1

OX

9

y2 = 2px,

 

 

 

p > 0

x 6 p/2

OX

 

x = a cos3 t

 

 

 

 

10

( y = a sin3 t ,

a > 0

OX

 

 

 

 

 

 

 

и касательная к

 

 

 

y =

 

4 − x

x > 0

 

11

этой кривой в точке ее пере-

OX

 

сечения с осью OY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = 2

 

, касательная к этой

 

 

12

x

 

кривой в точке с абсциссой

OX

 

x0 = 1 и ось OX

 

 

 

 

13

y = x3, y = 4x

 

 

x > 0

OX

14

y = cos x

 

 

 

 

 

 

 

−π/2 6 x 6 π/2

OX

15

9x2 + y2 = 9

 

 

OX

 

y = (x + 2)3 и касательная к

 

 

16

этой кривой в точке ее пере-

OX

 

сечения с осью OY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

 

t2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

17

( y = t − t3

между точ-

OX

 

ками

 

пересечения с осью

 

 

 

OX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

x2 + (y + 3)2 = 4

OX

 

x = t3/3

 

 

 

 

 

 

19

( y = 4 − t2/2

 

 

x > 0, y > 0

OX

20

4x2 + y2 = 4

 

 

OX

21

ρ2 = 9 cos 2ϕ

 

 

полярная

 

 

ось

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

y = (1/2)

 

 

0 6 x 6 ln 4

 

e−2x + 1

OX

45

Окончание табл. 3

Номер

Уравнение кривой

Oграничения на

Ось

варианта

переменные

вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

x2 + (y − 1)2 = 4

 

 

 

y > 0

OX

24

 

 

 

 

 

 

y = 0

 

y = 2x, y = 8 − 2x

OX

25

ρ = a(1 − cos ϕ),

a > 0

полярная

ось

26

p

 

 

 

 

 

 

 

y = x/2(6 − x)/3

y = 0

OX

27

x2 + 4y2 = 4

 

 

 

OX

28

y2 = 4(x + 4)

 

 

 

x 6 0

OX

29

y = sin(x/2)

 

 

 

0 6 x 6 2π

OX

30

y = ex/4 + 4e−x/4

 

 

 

y 6 5

OX

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зарубин В.С., Иванова Е.Е., Кувыркин Г.Н. Интегральное исчисление функции одного переменного. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.

2.Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления:

В2 т. Т. 1. М.: Интеграл-Пресс, 2001.

3.Бугров Я.С., Никольский С.М. Высшая математика. Дифференциальное и интегральное исчисление. М.: Наука, 1988.

4.Шипачев В.С. Высшая математика. М.: Высш. шк., 1985.

5.Кудрявцев Л.Д. Краткий курс математического анализа. М.: Высш. шк., 1989.

6.Ильин В.А., Позняк Э.Г. Основы математического анализа: В 2 ч.

Ч.1. М.: Высш. шк., 1982.

7.Морозова В.Д. Введение в анализ. М.: Изд-во МГТУ

им. Н.Э. Баумана, 1996.

8.Определенный интеграл. Метод. указания для выполнения домашнего задания / Я.Г. Ковалев, Ю.Г. Киреева, М.С. Лунева, А.А. Тесалина М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1987.

9.Копаев А.В., Маркелов Г.Е., Тесалина А.А. Определенный интеграл. Метод. указания к выполнению домашнего задания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1. Основные теоретические сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.1. Основные понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.2. Основные свойства определенного интеграла . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.3. Вычисление определенного интеграла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2. Геометрические приложения определенного интеграла. . . . . . . . . .

9

2.1. Вычисление площади плоской фигуры в декартовой

 

системе координат . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.2. Вычисление площади плоской фигуры, заданной

 

в параметрическом виде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2.3. Вычисление площади плоской фигуры в полярных

 

координатах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2.4. Вычисление объема тела по площадям его поперечных

 

сечений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

2.5. Вычисление объемов тел вращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.6. Вычисление длины дуги плоской кривой . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

2.7. Вычисление площади поверхности вращения . . . . . . . . . . . . . . .

33

3. Задания типового расчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]