Добавил:
fizmathim.ru Решаю задачи по высшей математике. Фотографии решенных заданий по высшей математике https://fizmathim.ru/photo/ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ИДЗ 14.1 Рябушко пример решения

.pdf
Скачиваний:
99
Добавлен:
20.02.2017
Размер:
248.61 Кб
Скачать

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

ИДЗ 14.1 – Вариант 0 1. Вычислить данные криволинейные интегралы (1-4)

1.0. x 2 y dx x y2 dy , где LAB – отрезок прямой, заключенный между точками А(1, 2) и B(3, 5).

LAB

Решение:

LAB – отрезок прямой AB, от точки А до точки В

A(1, 2),

B(3, 5)

Используя формулу уравнения прямой проходящей через две точки, запишем

 

 

 

 

 

x x A

 

 

 

y yA

 

 

 

 

 

 

x B x A

 

yB yA

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

y 2

 

x 1

 

y 2

3 x 1 2 y 2

3 1

 

5 2

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

3x 3 2y 4 3x 2y 1 0 y 32 x 12

Путь интегрирования определяется этим уравнением при

1 ≤ x ≤ 3. Приняв x за параметр, найдем dy = 3/2dx и подставим в интеграл значения y и dy.

Получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

3

 

2

 

3

 

1

 

 

3

 

1 2

 

 

3

 

x

 

y dx x y

 

dy x

 

 

 

x

 

dx x

 

x

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

LAB

 

 

 

1

 

 

 

2

 

2

 

 

2

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

x 2

 

3

 

x

1

dx

3

 

x

9

x 2

 

 

3

x

1

dx

3

x 2

3

x

1

 

3

 

x

27

 

x 2

9

x

3

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

4

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

35

 

2

 

 

21

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

35

 

 

x 3

 

 

 

21

 

x 2

 

7

 

 

 

 

3

 

 

 

35x 3

 

21x 2

7

 

 

 

3

 

 

35 33

21 32

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

1

8

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

8 3

 

 

 

4 2 8

 

 

 

 

1

 

 

 

24

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

8

 

 

 

1

 

 

 

24

 

 

 

8

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35 13

 

 

 

 

21 12

7

 

 

 

 

 

 

 

35 9

 

 

 

21 9

 

 

21

 

35

 

 

 

 

21

 

7

 

 

315

 

 

189

 

 

 

35

 

 

 

7

 

 

315 189 7

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

8 24 8 8

 

 

8

 

 

 

 

8

 

 

 

24 8

 

 

 

 

8

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

497

 

35

 

 

1491 35

 

 

1456

 

 

182

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

24

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

2.0. x y d , где L – первый виток лемнискаты ρ2 = 4cos2φ.

L

Решение

Если уравнение плоской кривой ρ = ρ(φ) задано в полярных координатах ρ, φ, функция ρ(φ) и ее производная ρʹ = dρ/dφ непрерывны, то имеет место частный случай формулы, где в качестве параметра t взят полярный угол φ:

 

B

 

 

f x, y d f cos , sin

2 2 d

LAB

A

 

 

φA и φB – значения φ, определяющие на кривой точки A и B.

Перейдем к полярным координатам: x = ρcosφ; y = ρsinφ

ρ2 = 4cos2φ 2 4cos 2 2cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2sin 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

d

2 2 d

 

4 cos 2

 

 

2

sin 2

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 cos 2

4 sin 2

2

d

 

 

4 cos 2

2 4 sin 2 2

d

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда решение криволинейного интеграла примет вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

2

4

cos

sin d

 

x y d

 

cos sin

 

 

 

d 2

 

 

 

 

 

 

cos 2

cos 2

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

cos 2

cos

sin

 

 

 

4

 

 

 

 

 

2

d 4

cos sin d 4 sin cos

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

4 sin

 

 

 

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 sin

 

 

cos

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

3.0. x 2 y2 d , где L – окружность x2 + y2 = ax.

L

Решение:

Введем полярные координаты x = ρcosφ, y = ρsinφ, x2 + y2 = ρ2

Уравнение окружности x2 + y2 = ax, преобразуем к виду

2 sin 2 a cos

2 cos 2 sin 2 a cos

2 a cos a cos2 cos 2

Кривая задана в полярных координатах ρ = ρ(φ),; . Для вычисления данного интеграла будем пользоваться формулой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x; y d f cos ; sin 2 2 d

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В нашем случае a cos ; a sin , d 2 2 d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a cos 2 a sin 2 d

 

d

 

 

d

a 2 cos2 a 2 sin 2

a 2 sin 2 cos2 d

a 2 d ad

Пределы интегрирования −π/2 ≤ φ ≤ π/2

Вычисляем заданный интеграл:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos 2

 

 

 

d a

 

x 2 y2 d

 

2 cos 2 2 sin 2

ad a

 

sin 2

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

a

a cos d a

 

cos d a sin

 

2

a

 

 

 

 

sin

 

 

 

sin

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 d a

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

sin

 

a

2

1 1

2a

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Наш сайт: Fizmathim.ru

Группа ВКонтакте https://vk.com/fizmathim_resh

Перейти на Готовые решения ИДЗ Рябушко (по вариантам)

Решение задач по высшей математике на заказ

4.0. x 2 2xy dx y2 2xy dy , где LAB: y = x2 от точки А(−1, 1) до точки B(1, 1).

LAB

Решение:

Если кривая LАВ лежит в плоскости Oxy и задана уравнением y = f(x), производная fʹ(x) непрерывна на отрезке [a; b], a = P(x, y)i + Q(x, y)j, то

b

P x, y dx Q x, y dy P x, f (x) Q x, f (x) f x dx

LAB

a

Переменная x в данном направлении изменяется от xA = −1

до xB = 1

Вычислим криволинейный интеграл сведением его к определённому:

Путь интегрирования определяется этим уравнением при −1 ≤ x ≤ 1.

Приняв x за параметр, найдем y x 2 dy 2xdx и подставим в интеграл значения y и dy.

Получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

2xy dx y

2

 

2xy dy x

2

2x

x

2

dx

x

2

2

 

2x x

2

 

2xdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3

 

 

2x 4

 

 

2x 6

 

4x

5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

3

dx x

4

 

 

 

 

 

 

 

3

2xdx x

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

5

 

 

 

4

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

2x

 

 

 

2x

 

2x

 

 

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

6

 

 

5

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3

 

 

 

x 4

 

 

 

 

x 6

 

 

 

4x 5

 

 

 

 

 

13

 

 

 

14

 

 

 

16

 

 

 

4 15

 

 

 

1 3

 

 

 

1 4

 

 

1 6

 

4 1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2 3

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

1

 

 

 

4

 

1

 

 

1

 

1

 

 

4

 

 

2

 

 

8

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

5

 

 

3

 

 

 

2

3

 

 

 

5

3

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

15