Діск 2 семестрТВ,ТІ / Індив.роб.-КривІнтег
.pdf
|
ТИПОВИЙ РОЗРАХУНОК № 8 |
|
|
Кратні інтеграли. Векторний аналіз. |
|
Завдання 6. Обчислити криволінійний інтеграл першого роду: |
|
|
6.1 x2 y2 z2 |
ds , де L – перший виток гвинтової лінії: x a cost, y a sin t, z bt; |
0 t 2 . |
, де L – арка циклоїди: x a t sin t , y a 1 cost ; 0 t 2 .
y ds , де L – контур трикутника з вершинами О(0;0), А(1;0), В(0;1).
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.4 |
xyds , де L – ланцюгова лінія: y chx |
0 x a . |
|
|
||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6.5 |
|
x y |
|
ds , де L – опуклий контур, що обмежений кривими |
a, 0, |
|||||||||||
|
|
4 |
||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
координати). |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
6.6 |
xds , де L – частина логарифмічної спіралі ae , що знаходиться всередині круга |
|||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.7 |
yds , де L – лемніската x2 |
y2 2 a2 |
x2 y2 . |
|
|
|||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
y2 ax . |
|
|
|
|
|
|||||
6.8 |
x2 y2 ds , де L – коло x2 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
6.9 |
|
x2 y2 z2 ds , де L – частина конічної гвинтової лінії: x t cost , y t sin t , z t |
||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.10 |
|
ds |
, де L – дуга ланцюгової лінії: y ach |
x |
, 0 x ln 2 . |
|
|
|||||||||
y2 |
a |
|
|
|||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
( , - полярні
a .
0 t 2 .
|
|
|
|
|
|
|
|
ds , де L – дуга гвинтової лінії: x b cos t, y bsin t, z at 0 t . |
|
|
|||||||||||||
6.11 |
|
|
x2 y2 |
z2 |
|
|
|||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.12 |
xyds , де L – дуга лінії |
x acht, y asht 0 t ln 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.13 |
y sin xds , де L – контур трикутника з вершинами О(0;0), А(1;1), В(2;0). |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.14 |
xyds , де L – частина кола x2 y2 a2 , що лежить у правій півплощині. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
L |
x2 y2 ds , де L – коло x2 y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
6.15 |
|
ay . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розв’язати наступні задачі за допомогою |
криволінійного інтегралу: |
|
|
|
|||||||||||||
6.16 |
Знайти масу кривої x a cost, y a sin t |
0 t 2 , |
якщо лінійна |
густина її |
в точці (x;y) |
буде |
|||||||||||||||||
|
|
xy |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
y ach |
x |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
6.17 |
Обчислити абсцису центра мас дуги однорідної кривої |
від точки A(0;a) |
до точки B(b;h) |
||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||
k . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
6.18 |
Знайти |
ординату |
центра |
мас |
|
однорідного |
|
контура |
сферичного |
трикутника |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 y2 z2 a2 ; x 0, y 0, z 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
6.19 |
Обчислити |
момент |
інерції |
відносно |
осі |
OX |
першого |
витка |
гвинтової |
лінії |
|||||||||||||
x a cos t, y a sin t, z |
h |
t . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.20 |
Знайти масу чверті еліпса x a cos t, y bsin t , що розташований в першому квадранті, якщо густина в |
||||||||||||||||||||||
кожній точці дорівнює ординаті цієї точки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
6.21 |
Обчислити ординату центра мас першої половини витка гвинтової лінії |
x a cost, y a sin t, z bt , |
|||||||||||||||||||||
якщо вважати густину сталою. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
6.22 |
Обчислити масу дуги параболи y2 2x від точки (0;0) до точки (2;2), якщо її густина в кожній точці |
||||||||||||||||||||||
дорівнює ординаті цієї точки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
35
6.23 |
Обчислити ординату центра мас дуги однорідної кривої |
y ach |
x |
від точки А(0;a) |
до точки B(b;h) |
||||||||||
|
|||||||||||||||
k . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.24 |
Знайти |
абсцису |
центра |
мас |
|
однорідного |
контура |
сферичного |
трикутника |
||||||
|
x2 y2 z2 a2 ; x 0, y 0, z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
6.25 |
Обчислити момент інерції відносно осі OY першого витка гвинтової лінії x a cost, y a sin t, z bt . |
||||||||||||||
6.26 |
Знайти |
проекцію на |
вісь |
OZ |
сили |
дії |
першого |
витка |
однорідної |
гвинтової |
лінії 1 |
||||
x a cost, y a sin t, z bt |
0 t 2 |
на |
матеріальну |
точку |
одиничної |
маси, що |
розташована в |
||||||||
початку координат. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.27 |
У точці (0;0;0) розташована матеріальна точка одиничної маси. Знайти аплікату сили дії на цю точку |
||||||||||||||
однорідної 1 дуги конічної гвинтової лінії x t cost, y t sin t, z t |
t 2 . |
|
|||||||||||||
6.28 |
У точці (0;0;0) розташована матеріальна точка одиничної маси. Знайти проекцію на вісь OZ сили дії на |
||||||||||||||
цю точку однорідної 1 дуги лінії x et cost, y et |
sin t, z et 0 t 1 . |
|
|||||||||||||
6.29З якою силою притягує маса М, що рівномірно розподілена на верхньому півколі x2 y2 a2 , масу m, що зосереджена в початку координат?
6.30Дано точки А(-a;a) і B(a;a). З якою силою притягує маса М, що рівномірно розподілена на відрізку АВ, масу m, що зосереджена в точці (0;0)?
Завдання 7. Розв’язати наступні задачі за допомогою криволінійного інтеграла другого роду:
7.1У просторі задане силове поле: F x2 y i x y2 j zk . Знайти роботу в цьому полі при
переміщенні матеріальної точки по колу x 2cost, y 2sin t, z 0 від точки А(5;0;0) до точки В(0;5;0)
вдодатному напрямку (якщо дивитись із додатнього напрямку осі OZ).
7.2У просторі задане силове поле: F x y i x y j zk . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні матеріальної точки по ламаній ОАВ: О(0;0;0), А(2;0;1), В(4;5;2).
7.3У просторі задане силове поле: F y2 x2 i 2yzj x2k . Знайти роботу в цьому полі при
переміщенні матеріальної точки по кривій x t, y t2 , |
z t3 0 t 1 в напрямку зростання |
параметра.
7.4У просторі задане силове поле: F yi zj xk . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні матеріальної точки по кривій x a cost, y bsin t, z ct в напрямку зростання t від 0 до 2 .
7.5У просторі задане силове поле: F xi yj x y 1 k . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні матеріальної точки по прямій від точки (1;1;1) до точки (2;3;4).
7.6У просторі задане силове поле: F yi zj xk . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні
матеріальної точки по колу x R cos cos t, y R cos sin t, z R sin |
const в додатному |
напрямку, якщо дивитись з додатного напрямку осі OZ.
7.7У просторі задане силове поле: F y z i z x j x y k . Знайти роботу в цьому полі при
переміщенні матеріальної точки по лінії x a cost, |
y a sin t, z bt , що відповідає зміні t від 0 до 2 . |
7.8У просторі задане силове поле: F x y i zj xk . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні матеріальної точки по прямій від точки (0;1;1) до точки (2;3;2).
7.9На площині задане силове поле: F x2 2xy i y2 2xy j . Знайти роботу в цьому полі при
переміщенні матеріальної точки по параболі y x2 від точки А(-1;1) до точки В(1;1). |
|
||||||
7.10 |
У просторі задане силове поле: |
F xi yj zk . |
Знайти роботу в цьому полі при переміщенні |
||||
матеріальної точки по дузі x t cos t, |
y t sin t, z t |
0 t , в напрямку зростання t. |
|||||
7.11 |
На площині задане силове поле: |
F yi |
x |
j . |
Знайти роботу в цьому |
полі |
при переміщенні |
|
|||||||
|
|
|
y |
|
|
|
|
матеріальної точки вздовж кривої y e x від точки А(0;1) до точки В(-1;e). |
|
|
|||||
7.12 |
У просторі задане силове поле: |
F zi xj yk . |
Знайти роботу в цьому |
полі |
при переміщенні |
||
36
матеріальної точки вздовж дуги x b cos t, |
y bsin t, z at |
0 t 2 , в напрямку зростання t. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.13 |
У просторі задане силове поле: |
F xyi x z j yk . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
матеріальної |
точки |
по |
колу |
x a cos cos t, y a cos sin t, z a sin |
const |
в додатному |
||||||||||||||||||||||||||||||||
напрямку, якщо дивитись зі сторони додатного напрямку осі OZ. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
7.14 |
У просторі задане силове поле: |
F zi xj x y k . Знайти роботу в цьому полі при переміщенні |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
матеріальної точки по дузі x t , |
y |
t2 |
, z |
t3 |
|
0 t 1 в напрямку зростання аргументу. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7.15 |
У просторі задане силове поле: |
|
F zi xj yk . |
Знайти роботу в цьому полі при переміщенні |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 y2 z2 |
a2 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
матеріальної |
точки |
по |
колу |
|
z 0, |
|
|
|
в додатному напрямку, |
якщо дивитись |
з додатного |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
напрямку осі OZ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обчислити інтеграли: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
7.16 |
y z dx z x dy x y dz , де |
L |
– |
виток гвинтової |
|
лінії x a cost, y a sin t, z bt , |
що |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
відповідає зміні t від 0 до 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
7.17 |
x y dx zdy xdz , де L – відрізок прямої від точки (0;1;1) до точки (2;3;2). |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.18 |
|
x2 |
2xy dx |
|
y2 2xy |
|
dy , де L – парабола |
y x2 |
від точки А(-1;1) до точки B(1;1). |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.19 |
xdx ydy zdz , |
де L – |
дуга |
x t cos t, |
|
y t sin t, z t |
0 t , що пробігається в напрямку |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зростання t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7.20 |
ydx |
x |
dy , де L – крива |
|
y e x |
від точки А(0;1) до точки В(-1;e). |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.21 |
zdx xdy xdz , де L – дуга x b cos t, |
y bsin t, z at |
0 t , що пробігається |
в напрямку |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зростання t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7.22 |
xydx x z dy ydz , |
де L – |
коло |
x a cos cos t, y a cos sin t, z a sin |
const , |
що |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пробігається в додатньому напрямку, якщо дивитись зі сторони додатнього напрямку осі OZ. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.23 |
zdx xdy x y dz , |
де L – дуга |
x t , |
y |
t2 |
, z |
t3 |
0 t 1 , |
що пробігається в напрямку |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зростання параметра t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
7.24 |
zdx xdy ydz , |
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 y2 |
z2 a2 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
де L – |
|
коло |
|
|
|
|
|
|
|
|
що пробігається в додатньому напрямку, якщо |
|||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x y 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
дивитись з додатного напрямку осі OY. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
7.25 |
|
x2 |
y dx |
|
x y2 |
|
dy , де L – коло x 5cos t, y 5sin t |
від точки А(5;0) до точки В(0;5). |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.26 |
x y dx x y dy , де L – ламана ОАВ: О(0;0), А(2;0), В(4;5). |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.27 |
|
y2 |
z2 dx 2 yzdy x2dz , де L – крива x t, y t2 , z t3 |
|
0 t 1 , що пробігається в напрямку |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зростання t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7.28 |
ydx zdy xdz , |
де |
L – |
|
виток |
гвинтової |
лінії |
x a cost, |
y a sin t, z bt |
0 t 2 , |
що |
|||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пробігається в напрямку зростання t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
7.29 |
xdx ydy x y 1 dz , де L – відрізок прямої від точки (1;1;1) до точки (2;3;4). |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.30 |
ydx zdy xdz , |
де |
L |
|
– |
коло |
x R cos cos t, y R cos sin t, z R sin |
const , |
що |
|||||||||||||||||||||||||||||
L
пробігається в додатньому напрямку, якщо дивитись зі сторони додатнього напрямку осі OZ.
37
Завдання 8. За допомогою криволінійного інтеграла знайти первісні за їх повним диференціалом:
8.1dz ey 2x 3y dx xey 3x dy .
8.2dz 5y yex dx 2y 5x ex dy .
8.3dz 4 x2 y2 xdx ydy .
8.4dz 2x cos y y2 sin x dx 2y cos x x2 sin y dy
8.5dz ydx xdy .
8.6dz cos x 3x2 y dx x2 y2 dy .
8.7dz xdy ydx cos xy .
8.8dz yexy y2 dx xexy 2xy dy .
8.9dz yexy sin y dx xexy x cos y dy .
8.10dz y cos xy 2xy dx x cos xy x2 dy .
8.11dz 2x 2y 3x2 y dx 2x x3 1 dy .
8.12dz 4x 3y dx 3x 10y dy .
8.13dz y2 y sin xy dx 2xy x sin xy dy .
8.14dz 2xy y sin xy dx x2 x sin xy dy .
8.15dz 3x2 y y cos xy dx x 3 x cos xy dy .
8.16dz y2 y cos xy dx 2xy x cos xy dy .
8.17dz 4 y2 x2 ydy xdx .
8.18dz 2y cos x x2 sin y dy 2x cos y y2 sin x dx
8.19dz cos x y 3x2 y dx cos x y x3 dy
8.20dz cos y 3xy2 dy y2 x2 dx .
8.21dz ydx xdy cos xy .
8.22dz xexy x2 dy yexy 2xy dx .
8.23dz xexy sin x dy yexy y cos x dx .
8.24dz x cos xy 2xy dy y cos xy y2 dx .
8.25dz 2x 2y 3xy2 dy 2y y3 1 dx .
8.26dz 4y 3x dy 3y 10x dx .
8.27dz x2 x sin xy dy 2xy y sin xy dx .
8.28dz 2xy x sin xy dy y2 y sin xy dx .
8.29dz 3xy2 x cos xy dy y3 y cos xy dx .
8.30dz x2 x cos xy dy 2xy y cos xy dx .
38
