- •РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО ТЕМАМ 6.1, 6.2
- •Тема 6.1. Интегрирование функций нескольких переменных
- •Двойной интеграл
- •Задача 1.1
- •Задача 1.2
- •Справочный материал
- •Решение задачи 1.1
- •Решение задачи 1.2
- •Задача 2.1
- •Задача 2.2
- •Справочный материал
- •Механический смысл двойного интеграла
- •Геометрический смысл двойного интеграла
- •Решение задачи 2.1
- •Решение задачи 2.2
- •Тройной интеграл
- •Задача 3.1
- •Задача 3.2
- •Задача 3.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 3.1
- •Решение задачи 3.2
- •Тройной интеграл в сферических координатах
- •Решение задачи 3.3
- •Задача 4.1
- •Задача 4.2
- •Задача 4.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 4.1
- •Решение задачи 4.2
- •Решение задачи 4.3.
- •Задача 5.1
- •Задача 5.2
- •Задача 5.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 5.1
- •Решение задачи 5.2
- •Решение задачи 5.3
- •Задача 6.1
- •Задача 6.2
- •Задача 6.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 6.1
- •Решение задачи 6.2
- •Решение задачи 6.3
- •Тема 6.2. Теория поля
- •Скалярное поле
- •Задача 7.1
- •Задача 7.2
- •Задача 7.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 7.1
- •Решение задачи 7.2
- •Решение задачи 7.3
- •Векторное поле
- •Задача 8.1
- •Задача 8.2
- •Справочный материал
- •Решение задачи 8.1
- •Решение задачи 8.2
- •Задача 9.1
- •Задача 9.2
- •Справочный материал
- •Решение задачи 9.1
- •Решение задачи 9.2
- •Задача 10
- •Справочный материал
- •Теорема Стокса
- •Решение задачи 10
- •Задача 11
- •Справочный материал
- •Решение задачи 11
- •Задания к типовым расчетам
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Вариант 13
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Вариант 21
- •Вариант 22
- •Вариант 23
- •Вариант 24
- •Вариант 25
- •Вариант 26
- •Вариант 27
- •Вариант 28
- •Вариант 29
- •Вариант 30
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •Полярная система координат
- •Эллиптические координаты
- •Сферическая система координат
- •Обобщенно эллиптические координаты
- •Механические приложения интегралов функций нескольких переменных
- •Механические приложения двойных интегралов
- •Статические моменты
- •Координаты центра тяжести
- •Моменты инерции
- •Механические приложения тройного интеграла
- •Статические моменты
- •Координаты центра тяжести
- •Моменты инерции
- •Механические приложения криволинейного интеграла первого рода
- •Статические моменты дуги
- •Координаты центра тяжести дуги
- •Моменты инерции дуги
- •Механические приложения поверхностного интеграла первого рода
- •Статические моменты участка поверхности
- •Моменты инерции участка поверхности
Вариант 4
|
−1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1. |
∫ dy ∫ f (x, y)dx + ∫ dy ∫ f (x, y)dx. |
|
||||
|
−2 − 2+y |
−1 − −y |
|
|||
2. |
L : x2 |
+ y2 |
= a2 ; L : x2 |
+ y2 = ax ; |
L : x = 0, (y ≥ 0); |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
δ( x, y) = |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
a2 − x2 − y2 |
|
|
|
||
3. |
S : x2 |
+ y2 |
+z2 =a2; S : x2 |
+ y2 ≤ z2 |
; S : z =0, (z ≥0). |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
4. |
S : z = x2 +y2 ; S : z =2. |
|
|
|
||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
5. |
Вычислить |
массу контура |
прямоугольника ABCD, если |
линейная плотность в каждой его точке определяется выражением
δ(x, y, z)= yz; A(0,0,0), B(0,4,0), C(0,4,2), D(0,0,2).
6.Найти координаты центра тяжести части однородной
поверхности |
конуса z = |
x2 + y2 , |
вырезанной цилиндром |
|||
x2 + y2 = 2x . |
|
|
|
|||
7. |
U (x, y, z)= x3 y − xy3 + 6z , |
S : z2 = x2 + 4 y2 −4 , |
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
M 2; |
− |
|
; 1 . |
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
r |
r |
r |
L - ломаная, соединяющая точки |
||
8. |
a |
=xi +y j +(x +y −1)k , |
M (1, 1, 1), K (2, 3, 1), N (2, 3, 4).
9.ar=z2 i +xz j + y2 k , S : x2 + y2 = 4 − z , P : z =0 .
r |
r |
r |
|
|
|
2 |
+ y |
2 |
+ z |
2 |
= 5 |
|
|
= −y i |
+ x j − zx k , |
Γ: |
x |
|
|
|
. |
||||||
10. a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
z =1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
r |
|
r |
|
y rj +z k |
|
|
|
||||
|
|
a |
= xi − |
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
y2 +z2 |
|
|
|
58
Вариант 5
|
−2 |
−x2 −4x |
|
8 |
8−x2 |
|
|
1. |
∫ dx |
∫ f (x, y)dy + ∫dx |
∫ f (x, y)dy . |
|
|||
|
− 4 − −x2 −4x |
|
−2 − 8−x2 |
|
|
||
2. |
δ( x , y ) = x 2 + y 2 ; L1 : x 2 + y 2 = ax ; |
||||||
L2 : x 2 + y 2 = 2ax ; |
L3 : y = 0 |
(y ≥ 0 ). |
|
||||
3. |
S : z2 |
=x2 +y2; |
S : z =2x2 |
+2y2; |
S : z =2, |
(между |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
параболоидами). |
|
|
|
|
|
||
4. |
S : x2 |
+ y2 +z2 |
=a2; S : z =0, (z ≥0). |
|
|||
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x = 3t |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3t2 от |
()О (0, 0, 0) до |
5. |
Вычислить длину дуги кривой L : y |
||||||
|
|
|
|
|
|
= 2t3 |
|
()A (3, 3, 2). |
|
|
|
z |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
6. |
Вычислить массу |
участка поверхности |
z2 = x2 + y2 , |
||||
ограниченного плоскостями |
z =1, |
x = 0, |
y = 0 , |
если плотность |
|||
δ(x, y, z)= xy . |
|
|
|
|
|
7.U (x, y, z)= xz2 − x3 y , S : x2 − y2 −3z +12 =0 ; M (2; 2; 4) .
|
r |
y2 +1 r |
|
x |
r |
MN , M (1, 2) и N(2, 4). |
|||
8. |
a = |
|
i |
− |
|
j , L – отрезок |
|||
y |
y2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
9. |
ar=xir+(y +z) rj −(z − y)k ; |
|
S : x2 + y2 + z2 = 9 ; |
||||||
P : z =0, (z ≥0). |
|
|
|
|
|
||||
10. |
ar = (x − yz) ir + x rj − z k , Γ : x2 + z2 |
=1. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
y = 5 |
|
11.ar =(yz −2x)ir+(xz −2y)rj + xyk .
59
Вариант 6
|
|
1 |
x |
|
2 |
2−x2 |
|
|
|
|
|
1. |
|
∫ dx |
∫ f |
(x, y)dy + ∫dx |
∫ f (x, y)dy . |
|
|
|
|
|
|
|
−1 − 2−x2 |
1 − 2−x2 |
|
|
|
|
|
||||
2. |
L : y = 3 |
x ; |
|
|
|
y ≥ |
3 |
x , |
|||
|
|
|
3 |
||||||||
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
L : x2 |
+ y2 |
= a2 |
; L : x = 0 (x ≥ 0); δ( x , y ) = |
|
. |
|
|
||||
|
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
3 |
|
x 2 + y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.S1 : 4z =x2 +y2; S2 : x2 +y2 +z2 =12 (внутри параболоида).
4. |
S : x2 |
+ y2 +z2 =a2; S : x2 + y2 = |
1 |
z2 . |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||
5. |
Вычислить |
|
|
|
|
|
|
массу |
|
|
|
участка |
линии |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
x = a(cos t +t sin t) |
t [0,2π], |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
y = a(sin t −t cos t), |
если линейная плотность в каждой |
||||||||||||||||||||||||
точке равна ее расстоянию до начала координат. |
|
||||||||||||||||||||||||
6. |
Вычислить момент инерции относительно оси OZ однородной |
||||||||||||||||||||||||
сферической оболочки x2 +y2 +z2 =a2 , (z ≥ 0). |
|
|
|||||||||||||||||||||||
7. |
U (x, y, z)= x y − yz2 , |
S : |
x2 + y2 = 4z , |
M (2;1;−1) . |
|||||||||||||||||||||
8. |
r |
|
r |
r |
+(x + y −1)k , |
L |
– |
ломаная, |
соединяющая точки |
||||||||||||||||
a |
=zi + y j |
||||||||||||||||||||||||
M (1, 1, 1), K (2, 3, 1), N (2, 3, 4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
9. |
r |
|
|
r |
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 =1 ; P : z =0; P : z =5. |
|||||||||
a |
= x i |
+ y j + xy k ; S : x2 + y |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|||
|
r |
|
|
|
r |
|
r |
|
|
2 |
|
r |
|
2 |
+ y |
2 |
+z |
2 |
=25 |
|
|||||
10. |
= yz i + 2xz j + y |
k , |
Γ: |
x |
|
|
|
z >0. |
|||||||||||||||||
a |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
; |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ y |
=16 |
|
|
|
|||||
|
|
|
r |
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
3y −x r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
r |
|
i |
−3j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
11. |
a |
= |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
k . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z |
z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60
Вариант 7
|
3 |
2− 4−x2 |
|
2 |
|
4−x2 |
|
|
|
|
|
|
1. |
∫ dx |
∫ f (x, y)dy + ∫dx ∫ f (x, y)dy . |
|
|
|
|
||||||
|
0 |
0 |
|
|
3 |
|
0 |
|
|
|
|
|
2. |
L : y = x; |
L : y = 0; |
L : x2 + y2 = a2 ; |
δ( x, y) = 1 + |
y 2 |
. |
||||||
|
||||||||||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
S : x2 + y2 + z2 = a2 ; S |
2 |
: x2 |
+ y2 + z2 = b2 (b > a > 0); |
||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S3 : |
x = y; |
S4 : |
y = 0; S5 : x2 + y2 = z2 (вне конуса). |
|||||||||
4. |
S : x2 + y2 = z; S |
2 |
: z = 4 . |
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Вычислить момент инерции относительно начала координат |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x = a cost |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= a sin t . |
|||
однородного первого витка винтовой линии y |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= b t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
6. |
Вычислить |
массу |
|
участка |
поверхности |
z2 = x2 + y2 , |
отсеченной плоскостью z =1, если плотность δ(x, y, z)= z2 .
7.U (х, у, z) = x2 y + y2z + z2x , M(1; 0; 0) .
8. |
ar = 3y i +2xy j , L : y = x2 −4 , M (2, 0), N(−2, 0). |
|
|||||
9. |
ar=(x −z)ir+(x +z)rj +xk ; |
S : x2 + y2 + z2 =1; |
(y ≥ 0), |
||||
P: |
y =0. |
|
|
|
|
|
|
|
r |
r |
|
|
2 |
2 |
|
10. |
r |
|
+ z |
) +1 . |
|
||
ar = z i |
− x j |
+ y2k , Γ : y = 3( x |
|
||||
|
|
|
y = 4 |
|
|
|
|
11. |
ar = (y + z) ir+(x + z) rj +(y + x) k . |
|
|
61