Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
матан ееее.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
09.09.2019
Размер:
1.6 Mб
Скачать

Необходимость

Пусть фигура E кубируема, т.е. =V= . Так как и - точные верхняя и нижняя грани множеств {Vi} и {Vd} то для любого числа >0 можно указать такой вписанный в фигуру E многогранник, объем Vd которого отличается от =V меньше чем на /2, т.е. V-Vi</2 . Для этого же >0 можно указать такой описанный многогранник, площадь Vd которого отличается от =V меньше чем на /2, т.е. Vd-V</2. Складывая полученные неравенства найдем, что Vd-Vi<.

Достаточность

Пусть Vd и Vi – объемы многогранников, для которых Vd-Vi<. Так как Vi Vd , то - <. В силу произвольности  отсюда вытекает, что = . Таким образом, фигура E кубируема.

Теорема доказана.

Будем называть цилиндром тело, ограниченное цилиндрической поверхностью с образующими, параллельными некоторой оси, и двумя плоскостями, перпендикулярными этой оси. Эти плоскости в пересечении с цилиндрической поверхностью образуют плоские фигуры, называемые основаниями цилиндра, а расстояние h между основаниями называется высотой цилиндра.

Если основанием цилиндра E является квадрируемая фигура Q, то цилиндр представляет собой кубируемое тело, причем объем V цилиндра E равен Ph, где P – площадь основания Q, а h – высота цилиндра.

Доказательство

Так как фигура Q квадрируема, то для любого положительного числа  можно указать такие описанный и вписанный в эту фигуру многоугольники, разность Sd-Si площадей которых будет меньше /h. Объемы Vd-Vi призм с высотой h, основаниями которых служат указанные выше многоугольники, равны соответственно Sdh и Sih. Поэтому . Так как эти призмы являются соответственно описанным и вписанным в рассматриваемое тело E многогранниками, тело E кубируемо (на основании теоремы, доказанной выше). Поскольку , то объем цилиндра равен Ph.

Доказано.

Замечание

Если для любого положительного числа  можно указать такое описанное вокруг тела E ступенчатое тело и такое вписанное в E ступенчатое тело, разность Vd-Vi объемов которых меньше , то тело E кубируемо.

Утверждение

Пусть функция непрерывна на сегменте [a, b]. Тогда тело E, образованное вращением вокруг оси Ox криволинейной трапеции, ограниченной графиком функции , ординатами в точках a и b и отрезком оси Ox от a до b, кубируемо и его объем V может быть найден по формуле:

Доказательство

Пусть T- разбиение сегмента [a, b] точками , mi и Mi – точные грани на сегменте [xi-1, xi]. На каждом таком сегменте построим два прямоугольника с высотами mi и Mi. мы получим две ступенчатые фигуры, одна из которых содержится в криволинейной трапеции, а другая содержит ее. При вращении криволинейной трапеции и этих ступенчатых фигур мы получим тело E и два ступенчатых тела, одно из которых содержится в E, а другое содержит E. Объемы Vi b Vd этих ступенчатых тел равны соответственно

и

очевидно, эти выражения представляют собой верхнюю и нижнюю суммы для функции . Так как эта функция интегрируема, то разность указанных сумм для некоторого разбиения T сегмента [a, b] будет меньше данного . Следовательно, тело E кубируемо. Поскольку предел указанных сумм равен , то объем V тела E может быть найдена по формуле: