Слайд 2
Трехмерная область
Пусть в пространстве задана некоторая
область V, ограниченная замкнутой поверхностью G. Пусть в области
V и на её границе определена некоторая непрерывная функция u=f(x,y,z), где (x,y,z) – прямоугольные декартовы координаты точки области. Например, если f(x,y,z)≥0, то эту функцию можно считать плотностью распределения некоторого вещества в области V.
Слайд 3
Составление интегральных сумм
Разобьём эту область V
произвольным образом на элементарные ячейки
с объёмами (i=1, 2, …, n). В каждой такой ячейке выберем произвольную точку Mi, вычислим значения функции в этих точках и составим интегральную сумму
.
Слайд 4
Определение
Назовём диаметром области максимальное расстояние между
двумя точками области, лежащими на границе. Устремим максимальный диаметр
ячеек к нулю и перейдём к пределу в интегральных суммах .
Слайд 5
Определение
Если существует конечный предел интегральных сумм
при условии, что максимальный диаметр ячеек стремится к нулю,
не зависящий ни от разбиения области V на элементарные ячейки, ни от выбора точек Mi, то этот предел называется тройным интегралом по области V от функции f(x,y,z) и обозначается
Слайд 6
Правильная трехмерная область
Пусть пространственная область V,
ограниченная замкнутой поверхностью G, удовлетворяет условиям:
1) всякая
прямая, параллельная оси Oz, проведённая через внутреннюю точку области V, пересекает поверхность G в двух точках;
2) вся область V проектируется на плоскость Oxy в правильную область D.
Тогда область V мы будем называть правильной трёхмерной областью.
Слайд 7
Вычисление тройного интеграла
Если область имеет вид
как на рисунке, то тройной интеграл по такой области
вычисляют по формуле
=
Слайд 8
Вычисление тройного интеграла
Пример 1. Вычислить
где V ограничена плоскостями
x=0, y=0,
z=0.
Слайд 11
Тройной интеграл в цилиндрических координатах
При переходе
от декартовых координат к цилиндрическим по формулам x=rcosφ, y=rsinφ,
z=z тройной интеграл по области V преобразуется к виду
где - это элемент объёма dv в цилиндрических координатах.
Слайд 12
Объем тела
В декартовых координатах объем
тела равен
Слайд 13
Объем тела
Общая формула для вычисления
объема (независимо от системы координат) имеет вид
Слайд 14
Объем тела
Объём пространственной области V в
цилиндрических координатах
Слайд 15
Найти объем тела
Вычислить объём тела, ограниченного
поверхностями
Слайд 16
Решение
Найдём линию пересечения плоскостей, ограничивающих тело сверху и
снизу. Очевидно, это y=1.
Слайд 18
Найти объем тела
Вычислить объём тела, ограниченного
сферой
и параболоидом
(внутри параболоида).
Слайд 19
Решение
Вычислим объём тела, переходя к цилиндрическим
координатам. Для этого запишем уравнения поверхностей в цилиндрических координатах:
. Очевидно, поверхности пересекаются при z= .
Вычислим теперь объём тела.
Слайд 20
Подставляя z= в одно из
уравнений системы, получим