- •1.Задача о вычислении объема цилиндрического тела. Двойной интеграл.
- •2.Свойства двойного интеграла
- •3.Замена переменных в двойном интеграле.
- •4.Вычисление двойного интеграла в Декартовой системе координат.
- •5.Вычисление двойного интеграла в полярной системе координат.
- •6.Тройной интеграл.
- •7.Свойства тройного интеграла.
- •2.11. Свойства тройного интеграла
- •9.Вычисление тройного интеграла в цилиндрической системе координат.
- •10. Вычисление тройного интеграла в сферической системе координат
- •11.Скалярное поле. Поверхности и линии уровня скалярного поля.
- •12.Производная по направлению скалярного поля.
- •13.Градиент скалярного поля, его свойства
- •14.Векторное поле. Векторные линии векторного поля.
- •15.Поверхностный интеграл первого рода, его свойства.
- •16.Методы вычисления поверхностного интеграла первого рода.
- •17.Поток векторного поля, его гидродинамический смысл.
- •18.Поверхностный интеграл второго рода, его свойства.
- •19.Связь между поверхностными интегралами первого и второго родов.
- •20.Вычисление потока векторного поля через замкнутую поверхность. Теорема Остроградского-Гаусса.
- •22.Вычисление криволинейного интеграла первого рода.
- •23.Задача о работе силового поля.
- •24.Криволинейный интеграл второго рода, его свойства.
- •25.Вычисление криволинейного интеграла второго рода.
- •26. Формула Грина
- •27.Условия независимости криволинейного интеграла от пути интегрирования.
- •28.Циркуляция вектора. Теорема Стокса.
3.Замена переменных в двойном интеграле.
Теорема.
Пусть двойной интеграл преобразуется от прямоугольных декартовых координат (x,y) к криволинейным u и v, связанными с прямоугольными соотношением
x=φ(u,v)
y=ψ(u,v)
где φ(u,v) и ψ(u,v) – функции устанавливающие взаимно однозначное соответствие между областью D плоскости Oxy и областью G плоскости Ouv, непрерывные вместе со своими частными производными первого порядка в области G, причем определитель преобразования (определитель Якоби)
в области G, тогда имеет место следующее соотношение
- формула замены переменных в двойном интеграле.
4.Вычисление двойного интеграла в Декартовой системе координат.
1.Вычисление двойного интеграла в декартовой системе координат для правильной области
Теорема |
Если существует двойной интеграл (это возможно, например, если f(x;y) непрерывна на D), то его можно вычислить через повторный кратный интеграл так: При этом внутренний интеграл по у находится при постоянном х.
Данное представление (2.11) получается из определения двойного интеграла при специальном способе разбиения области D на n "мелких" частей (линиями, параллельными либо Ох, либо Оу - прямоугольной "шахматной" сеткой. А затем выполняется суммирование "объёмов" ΔVi сначала по оси Оу, а затем по оси Ох).
2. Вычисление двойного интеграла в декартовой системе координат для неправильной области
Если область D является неправильной в отношении обеих осей, то ее разбивают на конечное число правильных областей.
********************
5.Вычисление двойного интеграла в полярной системе координат.
Пусть на плоскости Оху одновременно введена и полярная система координат Orφ (рис. 2.9):
Оp - полярная ось, которая совпадает с осью Ох; φ - полярный угол; r - полярный радиус точки М.
Тогда, как известно:
Для полярной системы координатная сетка представляет собой пересечение окружностей увеличивающихся радиусов r с лучами, выходящими из точки О под возрастающими углами φ к полярной оси (рис. 2.10).
Рассмотрим элементарный участок полярной сетки (рис. 2.11).
Тогда его площадь ΔS можно найти как разность площадей S1 и S2 полярных секторов радиусов r+Δr и r с раствором угла Δφ:
При Δr 0, Δφ 0 получаем ΔS≈ r·Δr·Δφ.
Таким образом, при замене переменных по формуле (2.12) дифференциал площади в полярной системе координат преобразуется так:
(Напомним, что в декартовой системе координат Оху прямоугольная сетка дает dS=dx·dy.)
Замечание. |
что совпадает с (2.13).
Теорема |