Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по мат.анализу / Кратные интегралы.doc
Скачиваний:
191
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
1.82 Mб
Скачать

§8. Несобственный двойной интеграл

Рассмотрим неограниченную замкнутую область . Неограниченность означает, что вне любого кругаКррадиусас центром в начале координат имеются точки области. Примерами таких областей могут служить полоса, или квадрант.

Определение 1. Говорят, что последовательность областей исчерпывает неограниченную область, если: 1)– ограничены и замкнуты; 2); 3) часть области, содержащаяся в кругеКрпроизвольного радиуса, целиком лежит в некоторой. Из этих условий вытекает, что.

Примером такой последовательности может служить . Пусть теперь в неограниченной замкнутой областизадана непрерывная функция. Тогда она непрерывна и во всякой– ограниченной замкнутой части областии, следовательно, существует двойной интеграл

Определение 2. Несобственным двойным интегралом от функции по неограниченной областиназывают предел

где – исчерпывающая последовательность. Если этот предел существует, конечен и не зависит от выбора, то несобственный интеграл называют сходящимся, в противном случае – расходящимся.

Пусть область – правильная, т.е.

причём и могут равняться , а и . Примем без доказательства теорему.

Теорема. Если функция непрерывна и неотрицательна в правильной неограниченной области, то

причём двойной интеграл сходится, если сходится повторный.

Используем понятие несобственного двойного интеграла для вычисления т.н. интеграла Пуассона

Прежде всего, отметим, что этот несобственный интеграл 1го рода сходится по первому признаку сравнения. Действительно, для имеем:

Интеграл же – сходится.

Рассмотрим неотрицательную функцию и проинтегрируем её по 1му квадранту:

Здесь последний интеграл является повторным лишь формально, на самом же деле – это произведение двух одинаковых интегралов.

Итак, повторный интеграл сходится, следовательно, сходится и двойной. Значит, при вычислении несобственного двойного интеграла по определению мы можем выбрать удобную для нас исчерпывающую последовательность областей. Пусть, например, – часть круга, расположенная в первой четверти. Тогда

и получим по определению

Отсюда получаем значение интеграла Пуассона

Примеры.

1.

2.

3.

Во внутреннем интеграле сделаем замену , тогда и . Получим для нашего интеграла

Задача. Вычислить двойной интеграл от функции по неограниченной области, заключенной между линиями и .