Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Геометрические и физические приложения кратных интегралов.




1) Вычисление площадей в декартовых координатах.

 

y

y = j(x)

 

 

S

 

 

y = f(x)

a b x

 

Площадь S, показанная на рисунке может быть вычислена с помощью двойного интеграла по формуле:

 

 

Пример. Вычислить площадь фигуры, ограниченной линиями y2 = 4x + 4;

x + y – 2 = 0.

Построим графики заданных функций:

 

 

Линии пересекаются в двух точках – (0, 2) и (8, -6). Таким образом, область интегрирования ограничена по оси Ох графиками кривых от до х = 2 – у, а по оси Оу – от –6 до 2. Тогда искомая площадь равна:

S =

 

 

2) Вычисление площадей в полярных координатах.

 

 

 

3) Вычисление объемов тел.

 

 

Пусть тело ограничено снизу плосткостью ху, а сверху– поверхностью z = f(x,y),

а с боков – цилиндрической поверхностью.

 

Такое тело называется цилиндроид.

 

 

z

 

z = f(x, y)

 

x1 y1 x2

 

x

y2

 

 

y

 

V =

 

 

Пример. Вычислить объем, ограниченный поверхностями: x2 + y2 = 1;

x + y + z =3 и плоскостью ХОY.

 

Пределы интегрирования: по оси ОХ:

по оси ОY: x1 = -1; x2 = 1;

 

 

4) Вычисление площади кривой поверхности.

 

Если поверхность задана уравнением: f(x, y, z) = 0, то площадь ее поверхности находится по формуле:

 

Если поверхность задана в неявном виде, т.е. уравнением z = j(x, y), то площадь этой поверхности вычисляется по формуле:

 

 

 

5)Вычисление моментов инерции площадей плоских фигур.

 

Пусть площадь плоской фигуры (область D) ограничена линией, уравнение которой f(x,y) = 0. Тогда моменты инерции этой фигуры находятся по формулам:

 

- относительно оси Ох:

- относительно оси Оу:

- относительно начала координат: - этот момент инерции называют еще полярным моментом инерции.

 

 

6) Вычисление центров тяжести площадей плоских фигур.

 

Координаты центра тяжести находятся по формулам:

 

здесь w – поверхностная плотность (dm = wdydx – масса элемента площади).

 

7) Вычисление объемов тел с помощью тройного интеграла.

 

Если поверхность тела описывается уравнением f(x, y, z) = 0, то объем тела может быть найден по формуле:

при этом z1 и z2 – функции от х и у или постоянные, у1 и у2 – функции от х или постоянные, х1 и х2 – постоянные.

 

 

8) Координаты центра тяжести тела.

 

 

9) Моменты инерции тела относительно осей координат.

 

 

10) Моменты инерции тела относительно координатных плоскостей.

 

 

11) Момент инерции тела относительно начала координат.

 

 

В приведенных выше формулах п.п. 8 – 11 r – область вычисления интеграла по объему, w – плотность тела в точке (х, у, z), dv – элемент объема

- в декартовых координатах: dv = dxdydz;

- в циллиндрических координатах: dv = rdzdjdq;

- в сферических координатах: dv = r2sinjdrdjdq.

 

 

12) Вычисление массы неоднородного тела.

 

Теперь плотность w – величина переменная.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-04-04; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 615 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2391 - | 2261 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.