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

Матан / методичка 4

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
18.03.2016
Размер:
1.47 Mб
Скачать

Основные формулы дифференцирования функции одной переменной

Если U(x) - дифференцируемая функция, то производная по независимой переменной от функций:

1. Степенная функция

(U n ) n U n 1 U

 

 

 

 

 

1

 

 

(

U )

 

 

U

 

2

 

 

 

 

U

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

U

 

U 2

U

 

 

 

2. Показательная функция

(aU ) aU ln a U (eU ) eU U

3. Логарифмическая функция

(loga U )

1

U

(lnU )

1

U

U ln a

U

 

 

 

 

4. Тригонометрические функции

(sinU ) cosU U

 

 

 

(cosU ) sinU U

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

(tgU )

 

 

 

 

U

 

(ctgU )

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

cos2 U

 

sin2

U

 

 

5. Обратные тригонометрические функции

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(arcsinU )

 

 

 

 

U

(arccosU )

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 U 2

 

1 U 2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(arctgU )

 

 

 

U

(arcctgU )

 

 

U

1 U 2

 

1 U 2

6. Гиперболические функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(shU ) chU U

 

 

 

(chU ) shU U

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

(thU )

 

U

 

 

 

(cthU )

 

U

 

 

 

ch2U

 

 

 

sh2U

 

 

 

2

Таблица неопределённых интегралов

(для функции U=U(x) )

U n 1

1. U n dU n 1 C, (n 1)

2.dU U C,

3.dUU 2U C,

4.

 

 

dU

 

1

 

 

C,

2

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

U

5.

 

dU

 

ln

 

U

 

C,

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

aU

 

6. aU dU

 

 

 

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln a

7.eU dU eU C,

8.sinU dU cosU C,

9.cosU dU sinU C,

dU

10. cos2 U tgU C,

dU

11. sin2 U ctgU C,

12.tgU dU ln cosU C,

13.ctgU dU ln sinU C,

14.

 

dU

 

 

 

ln

tg

U

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

 

dU

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosU

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.

 

 

dU

 

 

 

 

 

 

 

1

arctg

U

 

 

C,

 

 

 

 

 

 

a

2

 

 

2

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

 

 

dU

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

ln

 

U a

 

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

2

a

2

 

 

 

2a

 

 

U a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.

 

 

 

dU

 

 

 

 

 

arcsin

U

 

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

a 2

U 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

 

 

dU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

U

 

 

 

U 2 a

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

a

 

 

 

 

 

 

20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

U

2

 

 

a 2

 

 

 

 

U 2 a 2 dU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

a 2 ln

U

U 2 a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

a 2

U 2

 

dU

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

U 2

a 2 arcsin

C,

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

a

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

22. e U sin( U ) dU e U ( sin U cos U ) C,2 2

23. e U cos( U ) dU e U ( cos U sin U ) C.2 2

3

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ по теме «Кратные интегралы»

1.Определение двойного интеграла и его геометрический смысл. Основные свойства двойного интеграла.

2.Среднее значение функции в плоской области, её геометрический смысл.

3.Вычисление двойного интеграла в декартовой системе координат. Сведение двойного интеграла к повторному, выбор порядка интегрирования.

4.Схема перехода в двойном интеграле от декартовых координат к полярным.

5.Схема составления интегральной суммы для функции трёх переменных в некоторой области трёхмерного пространства. Тройной интеграл и его свойства.

6.Среднее значение функции в пространственной области, её геометрический смысл.

7.Вычисление тройного интеграла в декартовой системе координат.

8.Замена переменных в тройном интеграле. Переход от декартовых координат к цилиндрическим и сферическим.

9.Приложения кратных интегралов.

4

Кратные интегралы

 

 

 

Вариант 1

1.

В двойном интеграле

f (x; y) dxdy

перейти к повторному и

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

 

ограниченной линиями:

 

 

 

 

1)

x2 y2 2,

x2 y,

( y 0) ;

 

 

2)

x y 2,

y 1,

x 0,

y 0 .

2.

Перейти к полярным координатам и вычислить:

 

 

 

arctg

y

dxdy,

где

D :{x2 y2 1;

0 y x}.

 

 

 

(D)

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

 

1) x 5 y2;

x 4 y;

 

 

 

 

2)

y sin x ;

y cos x ;

y 0 ,

(0 x 2) .

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

 

 

 

 

 

 

 

1)

D :{(3 x) y (3 x),

0 x 3},

(x; y)

2x 3y ;

 

 

 

 

 

2)

D :{(2 x) y

4 x2} ,

(x; y) ln( x2 y2 ) .

5. Записать тройной интеграл

 

f (x; y; z) dxdydz в виде

 

 

(V )

 

 

 

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области

(V ) , ограниченной поверхностями:

 

1)

x2 y2 16 y ,

x y 16 ,

x 0 , z 0 ;

2)

4x y2 ,

2x y 2, y x ,

y 0 , z 0 .

6. Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

1)

x 0 , y 2x , y 1,

x y z 3,

(z 0) ;

2)

x2 y2 z , z h2 .

 

 

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{x2 y2 z2 4 ;

y 0 ;

z 0},

(x; y; z)

 

x2

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 y2

z 2

5

Кратные интегралы

 

 

 

Вариант 2

1. В двойном интеграле

f (x; y) dxdy

перейти к повторному и

 

 

 

(D)

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

ограниченной линиями:

 

 

 

1) xy 1, x2 y,

y 2 ,

x 0 ,

(x 0) ;

 

2) x2 y2 4 ,

y2 3x ,

y 0 ,

(x 0,

y 0) .

2. Перейти к полярным координатам и вычислить:

 

 

 

 

D :{x2 y2 2 ;

x (x2 y2 )3 dxdy,

где

(D)

 

 

 

 

0 y x}.

3. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

1) x y;

x2 2 y;

 

2) x y 1;

x 2y 2 0 ;

x 0 .

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

1)

D :{(0 x y, 0 y 1},

(x; y) x2 2 y2 ;

2)

D :{x2 y2 4 ,

x 0 ,

y 0},

(x; y) x3 .

5. Записать тройной интеграл

f (x; y; z) dxdydz в виде

 

 

(V )

 

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области (V ) , ограниченной поверхностями:

1)

z 4 y2 ,

z 2 y2 ,

x 1,

x 2 ;

2)

z 4 x2 y2 ,

z 3.

 

 

6. Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

1)

y 3x ,

x 1,

z 2(x2 y2 ) ,

z 0 ,

y 0 ;

2)

x2 y2 z2 9 ,

x2 y2 4 ,

y 0 .

 

 

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{1 x2 y2 z2 4 ;

y 0},

(x; y; z) (x2 y2 z2 )3 2 .

6

Кратные интегралы

 

 

Вариант 3

1.

В двойном интеграле

 

f (x; y) dxdy

перейти к повторному и

 

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

 

ограниченной линиями:

 

 

 

1)

x y2 ,

y2 4 x ;

 

 

2)

x y 1,

 

 

x 2y 2 0,

x 0 .

2.

Перейти к полярным координатам и вычислить:

 

 

 

 

 

где D :{x2 y2 10x ; y 0}.

 

 

 

(x2 y2 )5 dxdy,

 

(D)

 

 

 

 

 

3.

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

 

1)

y 2x ; y 2x x2; x 0; x 2.

 

2)y2 2x; x y 4.

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

1)

D :{(6 x) y 2x,

x 4},

(x; y) x2 ;

2)

D :{x2 y2 4,

x

 

 

y x},

(x; y) 2y .

 

 

 

 

3

 

 

 

 

5. Записать тройной интеграл

 

 

f (x; y; z) dxdydz в виде

 

 

 

 

 

 

(V )

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области (V ) , ограниченной поверхностями:

1)

z y, z 0, x 1, y 4x.

 

 

 

2)

z2 36(x2 y2), x2 y2 1,

x 0,

z 0, (x 0,

z 0).

6.Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

1)y2 z2 4x, x 4 ;

2) x2 y2 z2 2R2,

x2 y2 Rz, z 0.

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{25 x2

y2 z2 81,

x 0,

z 0,

x y x},

 

 

 

 

 

 

 

(x; y; z)

 

x2 y2 z2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

Кратные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 4

1. В двойном интеграле

f (x; y) dxdy перейти к повторному и

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

 

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

ограниченной линиями:

 

 

 

 

 

 

 

1)

y x2 ,

x y 1,

x 1,

x 3 ;

 

 

 

 

2)

x2 y2

1,

x y 1,

 

y 0 ,

( y 0);

2. Перейти к полярным координатам и вычислить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (x2

y2 ) dxdy,

 

 

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D :{ 2 x2 y2

4 2;

 

 

 

 

где

x y 3x}.

 

3. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

1)

3x 2y 4 0,

3x 2y 1 0, y 2 ,

y 5;

2)

x y 2 0,

y x3,

x 0 .

 

 

 

 

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

1)

D :{0 y 1 x;

0 x 1},

(x; y) y2 ;

2)

D :{x x2 y2 2x},

 

(x; y) 1 y x .

5. Записать тройной интеграл

f (x; y; z) dxdydz в виде

 

 

(V )

 

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области (V ) , ограниченной поверхностями:

1)

x z 2 ,

x2 y2

2x,

z 0 ,

(z 0);

 

y 2 ,

y 2x

x 0,

 

 

z 0.

2)

z 2 x,

6. Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

1)

z 1 x2 y2 ,

z

x2 y2 ,

x 0 ;

 

2)

x2 y2 1 z ,

x y 3,

x 0,

y 0,

z 0.

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{x2 z2 y 4,

x 0,

z 0},

(x; y; z)

 

x

.

 

 

x2

z 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

Кратные интегралы

 

 

 

 

 

Вариант 5

1.

В двойном интеграле

 

f (x; y) dxdy перейти к повторному и

 

 

 

(D)

 

 

 

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

 

ограниченной линиями:

 

 

 

 

 

 

1) x2 y 2,

x2 y 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

y x2 3

y 1 4x x2 3,

y 0 .

2.

Перейти к полярным координатам и вычислить:

 

(x2 y2 ) dxdy,

где

D :{(x2 y2 )2 (x2 y2 )}.

 

(D)

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

 

1)

y cos x ;

y sin x ;

(x 0) ;

 

 

2)

x2 y2 1;

x y 1;

(x 0;

y 0 ).

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

 

 

 

 

 

 

 

1)

D :{y x,

y x ,

0 y 1},

(x; y) 1 y ;

2)

D :{(x2 y2 ) 9,

x y x} ,

(x; y) xy 2 .

5. Записать тройной интеграл

f (x; y; z) dxdydz в виде

(V )

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области

(V ) , ограниченной поверхностями:

 

 

 

 

 

x 2,

y 4x ,

 

 

 

 

 

z 0 ;

 

 

 

1)

y 3 x ,

z 4 ,

 

 

 

2)

z 2(x2 y2 ) ,

z 4 2(x2 y2 )

 

 

 

6. Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

 

1)

z 4 x2 ,

y 5 , y 0 , z 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z R2 x2 y2 ,

 

 

 

y x ,

z 0 ,

(x 0 ,

y 0) .

2)

y x 3 ,

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{2 x2 y2 z 2 ,

y x y},

(x; y; z) y x2 y2 .

9

Кратные интегралы

 

 

 

 

 

Вариант 6

1.

В двойном интеграле

 

f (x; y) dxdy

перейти к повторному и

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

 

ограниченной линиями:

 

 

 

 

 

1)

 

y 2x ,

y 2x 3 ,

x 1,

x 2;

 

2)

 

x 27 y2 ,

x 6 y .

 

 

2.

Перейти к полярным координатам и вычислить:

 

 

 

 

 

 

 

D :{x2 y2 Ry};

 

 

 

(x2 y2 ) dxdy,

 

где

 

(D)

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

 

1)

y ln x ,

y 0,

x 1,

x e;

2)xy 1, x y 5 .

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

1)

D :{2x y 2 x;

x 0},

(x; y) 2 x y ;

2)

D : {x 2 y 2 1,

y 0},

(x; y) x2 3y .

5. Записать тройной интеграл

f (x; y; z) dxdydz в виде

 

 

 

(V )

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области

(V ) , ограниченной поверхностями:

 

1)

z x2 ,

x y 2 ,

y 0,

z 0;

 

 

 

 

 

 

2)

z x2 y2 ,

x2 y2 2x,

z 0.

6. Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

1)

z 3x2 3y2 1,

z 5 3x2 3y2 .

 

2)

2x 3y 12,

z y2 2 ,

x 0,

y 0,

z 0.

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{

x

 

y

 

z

1,

x 0,

y 0,

z 0},

 

 

 

8

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x; y; z) (1

x

 

y

 

z

)

6

.

 

8

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кратные интегралы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 7

1. В двойном интеграле

f (x; y) dxdy перейти к повторному и

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расставить пределы интегрирования по области (D),

ограниченной линиями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

x2 y2 1,

x y 1,

 

(x 0,

y 0) ;

 

2)

x2 y2 9,

5y 4x ,

 

y 0,

(x 0,

y 0) .

2. Перейти к полярным координатам и вычислить:

(2 x y) dxdy,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(D)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D :{1 x2 y2 16,

 

x

 

 

 

 

 

где

 

 

y x 3}.

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями:

 

 

 

 

2xy 1,

x 16;

 

 

 

 

1)

2 y x ,

 

 

 

 

2)

x y2 ,

x 3 ,

y 0 .

 

 

 

 

4.Вычислить массу пластинки, занимающей область (D), при заданной поверхностной плотности (x; y) :

1)

D :{x2 1 y 1 x},

 

(x; y) 2x 5y 8;

2)

D :{x2 y2 4x ,

x2 y2 4 y},

(x; y) xy .

5. Записать тройной интеграл

 

f (x; y; z) dxdydz в виде

 

 

 

(V )

 

 

повторного и расставить пределы интегрирования по области (V ) , ограниченной поверхностями:

1)

z x2 y2 ,

5x y 5,

x 0,

y 0,

z 0;

2)

x2 y2 2 y ,

x2 y2 4 y ,

z 0 ,

z 2 ,

x 0 .

6. Вычислить объём тела, ограниченного поверхностями:

1)

z 9 x2 y2 ,

9z 2x2 2 y2 ,

z 0 .

2)

y2 2x ,

z 2 x ,

z 0 .

 

7.Вычислить массу тела, занимающего область (V ) , если задана объёмная плотность тела (x; y; z) :

V :{ x2 y2

z

9 x2 y2 ,

x 0},

(x; y; z) x .

Соседние файлы в папке Матан