3) Троекратный
интеграл от f(x,y,z) по
области V равен произведению
объёма области V на значение
функции в некоторой точке p в
объёме V.
Доказательство.
По предыдущему свойству справедливо: т.е.
заключено между наименьшим и наибольшим
значением функции. Поэтому по теореме о непрерывности функции существует P из V что
=f(p).
Вычисление тройного интеграла.
Теорема: Тройной интеграл от функции по
правильной области V равен
трехкратному интегралу по той же области:
Доказательство.
Разобьем V плоскостями
параллельными координатным плоскостям на n плоскостей тогда по 1 свойству
Каждая
где
а
это есть интегральная сумма для тройного интеграла.
Вычисление объёма тела с помощью тройного интеграла.
Пусть функция f(x,y,z) тождественно равна 1 в области V, тогда тройной интеграл по области V выражает объем этой области
Тройной интеграл цилиндрических координат.
Область V разбиваем
на элементарные объемы поверхностями
или с точностью до величины более высокого порядка малости
Тройной интеграл в сферических координатах.
Тройной интеграл в сферических координатах имеет вид:
Координаты центра масс.
Пусть есть точка и масса
Статическим
моментом этой точки относительно плоскости
называется
произведение
.
Если точек несколько то статистический момент нескольких
точек . Если масса распределена по некоторой
области g, то статистический момент тела g относительно
считается по формуле:
в двумерном случае:
,
-
координата центра тяжести,
Если тело плоское то тройной интеграл заменяется на двойной.
Теория поля.
Криволинейный интеграл.
Пусть в каждой точке поставлен
вектор
говорят что в области задано векторное
поле.
Пусть на плоскости задана линия L и две точки M и
N и на линии задано векторное
поле . F – это сила под действием которой материальная точка движется
по линии L. Требуется найти работу этой силы при
движении точки из M в положение
N.
Разобьём кривую L на
n произвольных частей точками:
, тогда работа силы
при движении вдоль вектора
:
где
точка
тогда
Если существует предел при и этот
предел не зависит от способа разбиения кривой L, ни от
выбора точек
, то такой предел называется
криволинейным интегралом и обозначается
В криволинейном интеграле учитывается направление от точки M к точке N которое называется направлением интегрирования.
Свойства:
1. Криволинейный интеграл определяется подынтегральным выражением, формой кривой интегрирования. При изменении направления интегрирования криволинейный интеграл меняет знак.
2. Пусть кривая L разбита
точкой К на две прямые и
тогда криволинейный интеграл
это соотношение справедливо для любого
конечного числа слагаемых.
Пусть криволинейный интеграл задан в пространстве тогда и вектор
.
если криволинейный интеграл от
вектора
берётся по замкнутой кривой, то этот
интеграл называется циркуляцией вектора
по
контуру.
.
Вычисление криволинейного интеграла.
Пусть L задана
параметрически
тогда
=
Формула Грина.
Пусть контур L замкнут и ограничивает область D
||OY
||OY
Пусть в Р заданы непрерывные функции P(x,y) и Q(x,y) имеющие непрерывные частные производные.
Условие независимости криволинейного интеграла от пути.
Пусть на плоскости XOY есть некоторая область G и точки M и N принадлежат G.
Теорема: для того чтобы криволинейный интеграл по кривой соединяющей любые две точки M и N некоторой области G не зависел от формы соединяющей их кривой, а зависел только от их положения необходимо и достаточно чтобы криволинейный интеграл по любому замкнутому контуру был равен нулю.
Доказательство.
Пусть криволинейный интеграл по любому замкнутому контуру равен нулю:
Пусть интеграл не зависит от пути:
Пусть во всех точках некоторой области G функции P(x,y) и Q(x,y) и
непрерывны,
тогда для того чтобы криволинейный интеграл по замкнутому контуру L лежащему в области G был равен нулю необходимо и
достаточно чтобы во всех точках области G выполнилось равенство:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.