Пример 6.
Найти
площадь области D,
ограниченной линиями
,
,
.
Решение. Известно, что площадь области D может быть найдена по формуле

Область D, площадь которой требуется найти в задаче, изображена на рисунке 10.
Очевидно,
эта область является правильной в
направлении оси Ох.
Значит, выбираем порядок интегрирования
«no
dy
- no
dx»:
.
Проекция
области D
на ось Оу
есть отрезок [0;1], т.к. координаты точки
А пересечения линий
и
равны (1;1) (проверьте!). Линия “входа”
есть
,
запишем это уравнение в виде
.
Линия “выхода”
,
запишем это уравнение в виде
.
Тогда
(кв.ед.).
Пример 7.
Найти
объем тела, ограниченного поверхностями
,
y=1,
y+z=2,
z=0.
Решение.
Известно
(стр.2), что объем цилиндрического тела,
основанием которого служит область D
плоскости хОу,
ограниченного
сверху поверхностью z=f(x,y),
может быть найден по формуле
.
Построим
заданное тело. Поверхностями,
ограничивающими его, являются: z=0
– плоскость
хOу;
y=1
– плоскость параллельная плоскости
хOz;
y+z=2
– плоскость, параллельная оси Oх;
-
параболический цилиндр, образующие
которого параллельны оси Oz,
а направляющей служит парабола
в плоскости хOу.
Значит, тело, объём которого требуется
найти, имеет вид, изображённый на рисунке
11,а.
Очевидно, это тело – цилиндрическое.
Снизу тело ограничено областью D плоскости хОу (рис.11б), а сверху – частью плоскости y+z=2 (и значит, z=f(x,y)=2–y). Тогда


(куб
ед.).
Пример 8. Плоская область D ограничена линиями y=1, y=-2, x=1, x=-1 . По области распределена масса так, что плотность ее в каждой точке области равна произведению квадратов координат этой точки. Найти:
а) массу области D;
б) координаты центра масс области D;
в) момент инерции области D относительно оси Ох.
Решение.
а)
Известно,
что если плотность массы области
переменная и равна
,
то массу m
этой области можно найти с помощью
двойного интеграла по формуле
.
Область
D,
ограниченная линиями x=-1,
x=1,
y=-2,
y=1,
изображена на рисунке 12. Плотность массы
этой области, по условию, равна
.
Тогда
б)
Координаты центра масс плоской области
находятся по формулам
Рисунок 12
,
.
где
Sx
и Sy
- статические моменты области D
относительно осей Ох
и Oу
соответственно,
m
– масса
области,
-плотность
массы.
Найдем статические моменты области относительно осей координат



А
так как масса области D
равна 2, то
,
,
значит, центр масс данной области
находится в точке
.
в) Моменты инерции области D относительно осей и начала координат вычисляются по формулам
,
,
,
где
– плотность массы области D.
Значит, в нашем случае
.
