Записать двойной интеграл Вычислить криволинейный интеграл 1-го рода Обыкновенные дифференциальные уравнения Вычисление площадей плоских фигур Тройной интеграл Вычислить объем тела Замена переменных в тройном интеграле

Задача 8.5. 1) Вычислить криволинейный интеграл 1-го рода:   где

Решение. Вычисление криволинейного интеграла 1-го рода может быть сведено к вычислению определенного интеграла, причем способ такого сведения зависит от представления кривой интегрирования L. Если L задана уравнением   где функция  имеет непрерывную производную  для , то

 

Если L задана параметрически:  где функции имеют непрерывные производные , для  то

 

Если L задана в полярных координатах уравнением   и функция имеет непрерывную производную  для , то

 

В рассмотренном примере используется явное задание кривой L уравнением . Поэтому, используя первый способ сведения интеграла по длине дуги к определенному, получим:

  2) Вычислить работу силы  при перемещении материальной точки по кривой  от точки А(0;0) до точки В(1;1).

Решение.  Работа переменной силы  по перемещению материальной точки по плоской кривой L c уравнением  вычисляется с помощью криволинейного интеграла 2-го рода по координатам

 

который сводится к определенному интегралу с учетом способа задания кривой L. В приведенном примере кривая L задана явно уравнением . Поэтому, по аналогии с переходом к определенному интегралу в предыдущем примере, достаточно заменить:

.  Получим:

Задача 8.6. а) Вычислить площадь части сферы , вырезанной цилиндром  и плоскостью 

Решение. Область D является кругом (рис.2), поэтому решаем задачу в полярных координатах. Тогда Элемент площади плоской области dS выражается в полярных координатах в виде: . Полярное уравнение окружности, ограничивающей область интегрирования, будет иметь вид:

.  Так как область интегрирования содержит начало полярной системы точку О на своей границе, то вычисляем площадь поверхности  с помощью поверхностного интеграла 1-го рода:

Рис. 1 Рис. 2

б) Найти поверхностный интеграл 2-го рода  где замкнутая поверхность  состоит из внешней стороны части поверхности параболоида  а также из части плоскости

Решение. Применяем формулу Остроградского-Гаусса к поверхностному интегралу 2-го рода I:

В векторной форме формула Остроградского-Гаусса имеет вид: 

 

где в левой части – поток П векторного поля  через замкнутую поверхность а

 

Но тогда  где векторное поле  имеет вид: 

  Но  

Рис. 3.

 Следовательно,  


Изменить порядок интегрирования в повторном интеграле