Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
57
Добавлен:
04.06.2015
Размер:
655.6 Кб
Скачать

Пример 1.

Вычислить двойной интеграл , если область D задана условиями , .

Решение.

Прежде всего, нужно построить область D, чтобы выяснить, является ли она правильной, и если да, то в каком направлении. Неравенство определяет на плоскости вертикальную полосу между прямыми и. Неравенству соответствует множество точек плоскости, расположенных в горизонтальной полосе между прямыми и . Следовательно, область D есть прямоугольник, изображенный на рисунке 4.

Легко убедиться, что эта область правильная и в направлении оси Ох, и в направлении оси Оу: все прямые, проведенные через область параллельно и в направлении оси Ох, имеют одну линию «входа» и одну линию «выхода» . Аналогично, все прямые, проведенные через область параллельно (в направлении) оси Оу, имеют одну линию «входа» и одну линию «выхода» . Значит, для записи данного двойного интеграла через повторные можно выбрать любой порядок интегрирования.

Рассмотрим порядок интегрирования «no dx - no dy». Он соответствует области, правильной в направлении оси Оу. Внешний интеграл берется по переменной х, пределы интегрирования – проекция области D на ось Ох, это отрезок . Внутренний интеграл берется по переменной у, пределы интегрирования – соответственно «линия входа» и «линия выхода» в направлении оси Оу. Тогда имеем

Вычислим заданный двойной интеграл, записав его через повторные, используя порядок интегрирования «no dy - no dx», и сравним результаты. В этом случае рассматривается правильная в направлении оси Ох область. Внешний интеграл по у берется по отрезку – проекции области на ось Оу. Границы внутреннего интеграла по х определяют соответственно «линия входа» и «линия выхода» в направлении оси Ох. Тогда получим:

Как видим, получился тот же результат.

Пример 2.

Вычислить двойной интеграл , если область D ограничена указанными линиями: .

Решение.

Построим область D, и определим, является ли она правильной, и в каком направлении.

Очевидно, заданная область выглядит так, как показано на рисунке 5. И эта область является правильной как в направлении оси Оу, так и в направлении оси Ох. Значит, можно выбрать любой порядок интегрирования.

Будем, например, интегрировать «no dx - no dy», т.е. рассматривать область D как правильную в направлении оси Оу. Тогда выполним действия, указанные в пункте 2 сформулированного выше правила (страница 5).

а) Найдем проекцию данной области на ось Ох. Для этого достаточно определить абсциссы крайних, «угловых», точек области, т.е. точек пересечения заданных линий:

.

Значит, проекцией области D на ось Ох является отрезок [0, 1].

б) Проведя через любую точку области прямую, параллельную оси Оу, видим, что если двигаться вдоль этой прямой в направлении оси Оу сквозь область, то линией «входа» будет парабола , а линией «выхода» – прямая .

в) Уравнения линий «входа» и «выхода» уже записаны в нужном виде – переменная у выражена через х.

г) Теперь запишем двойной интеграл через повторные в соответствии с полученными результатами. Внешний интеграл будет вычисляться по х по отрезку [0, 1]. Внутренний интеграл будем вычислять по у, нижний предел интегрирования будет равен (правая часть уравнения линии входа), а верхний – равен х (правая часть уравнения линии выхода). Тогда получим:

=

.