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

Діск 2 семестрТВ,ТІ / Індив.роб.-КривІнтег

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
284.07 Кб
Скачать
L
6.2 y2ds
L
6.3 x

 

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