Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники 8056

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
404.7 Кб
Скачать

Пример 13. Вычислить объем тела, ограниченного поверхностями

z 0; z 1 x2 y2; y x; y x3

и расположенного в первом октанте Решение. Данное тело ограничено сверху параболоидом

z 1 x2 y2. Область

интегрирования D

- круговой

сектор, ограниченный

дугой окружностью

x2 y2 1,

являющейся линией пересечения параболоида с плоскостью z 0, и прямыми y x и y x3. Следовательно,

V(1 x2 y2)dxdy. D

Поскольку областью интегрирования является часть

круга, а подынтегральная

функция зависит

от x2 y2,

целесообразно

перейти

к полярным

координатам.

Преобразование двойного интеграла от прямоугольных координат x, y к полярным координатам , , связанным с

прямоугольными

координатами соотношениями x cos ,

y sin , осуществляется по формуле

f (x, y)dxdy f ( cos , sin ) d d .

D

D

Уравнение окружности x2 y2 1 в этих координатах

примет вид 1, подынтегральная функция

равна 1 2, а

пределы

интегрирования

по

определяем

из

уравнений

прямых:

tg

1, т.е.

 

;

tg

 

 

 

, т.е.

 

 

 

. Таким

2

3

2

 

1

1

4

 

 

 

 

 

 

3

 

образом, имеем

39

 

V (1 2) d d

3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d ( 2) d

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

2

 

1

 

4

 

1

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

d

 

 

.

 

 

 

 

2

 

4

 

4

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

Пример

 

14.

 

Вычислить

криволинейный

 

интеграл

(x2y 3x)dx (y2x 2y)dy вдоль

 

1) ломаной L ABC от

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки

A(1;0)

до точки

C(2;5), где

B(2;3); 2)

 

дуги эллипса

x 3cost, y

2sint

 

0 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Пусть кривая L задана уравнениями в

параметрической форме x (t),

y (t). Пусть точкам M и

P этой кривой соответствуют значения параметра t

 

 

и

соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

(P)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X(x, y)dx Y(x, y)dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X (t), (t) (t) Y (t), (t) (t) dt.

(M)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если кривая задана уравнением y f (x),

причем точке

M соответствует x a , а точке

 

 

P - x b, то

 

 

 

 

 

(P)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X(x, y)dx Y(x, y)dy X x, f

(x) Y x, f

(x) f

 

 

(x) dx.

(M)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

1) Криволинейный интеграл вдоль ломаной L можно разбить на сумму двух интегралов: вдоль отрезков AB и BC. Запишем уравнение прямой, проходящей через две точки A и B

 

 

 

 

AB:

x 1

 

y 0

;

 

y 3(x 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1

3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем производную y 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение отрезка

BC

имеет вид x 2. В этом случае

dx 0,

 

3 y 5. Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2y 3x)dx (y2x 2y)dy

(x2y 3x)dx (y2x 2y)dy

(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(C)

2

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

(y

 

 

 

(x 1)3 3x

 

 

 

 

 

 

 

x 2y)dy x

 

9(x 1)

 

x 6(x 1) 3 dx

(B)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

2

2

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

3

 

2

 

5

(2y

2y)dy 3 (10x

19x

14x 6)dx

y

y

 

 

 

 

(

 

 

 

)

3

 

 

 

3

 

 

3 1

81 812 89.5

66

3)Кривая задана в параметрическом виде. Найдем

производные

xt 3sint;

yt 2cost .

Тогда

41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9cos2t 2sint 9cost)( 3sint)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(x

2y 3x)dx (y2x 2y)dy

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4sin2t3cost 4sint)2cost) dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2t(sin2t 1) 4sin2t(

 

 

sin2t 1)

dt

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

15

sin2 2t

35

 

 

2

15

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2t dt

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 cos4t)

 

sin2t dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

15

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица производных простейших элементарных функций.

I.(С) = 0.

II.(x ) x 1,в частности

 

1

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

, (

x)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

х

 

 

 

 

2 x

 

 

III. (logа х) =

1

 

logа е,

 

 

 

в частности (ln х) =

1

.

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

IV.

(ax) ax lna,

в частности,

(ex) ex .

V.

(sin х) = cos х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI.

(cos х) = sin х.

 

 

 

 

 

 

 

 

VII.

(tgx) =

 

 

 

1

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIII. (ctg x) =

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

IX.

(arcsin х) =

 

 

 

 

 

1

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X.

(arccos x) =

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

XI.

(arctg x) =

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

XII.

(arcctg x) =

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

XIII.

(sh х) = ch х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XIV.

(ch х) = sh х.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

XV. (th x) =

 

1

.

 

 

 

 

 

ch2 x

XVI. (cth x)

=

1

.

 

 

 

 

sh2 x

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица интегралов простейших элементарных функций

I.

x dx

 

x 1

C

( 1).

1

II.

 

dx

ln

 

x

 

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III.

 

 

 

dx

 

arctgx C.

 

2

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

arcsin x C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x2

 

 

V. axdx

 

 

 

 

 

 

ax

 

 

 

 

C

(0 a 1).

lna

VI. exdx ex C.

VII. sin xdx cosx C.

VIII. cosxdx sin x C.

IX . cosdx2 x tgx C.

X.

dx

 

ctgx C.

2

 

 

sin

x

44

XI.

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

1

 

ln

x a

 

 

C

a 0 .

 

x

2 a2

2a

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XII.

 

 

 

 

 

 

dx

ln

x

 

x2 k

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XIII.

 

 

 

 

dx

 

1

arctg

x

C.

 

 

x2 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

a

 

XIV.

 

 

 

 

dx

 

 

 

arcsin

x

C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления / Н.С. Пискунов. - М.: Наука, 1985. Т.1. 432 с. .

2.Данко П.Е. Высшая математика в упражнениях и

задачах / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. - М.:

Высш. шк., 1986. Ч. 2.

3.Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления / Н.С. Пискунов. - М.: Наука, 1978. Т. 2. 575 с.

4.Бугров Я.С. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Функции комплексного переменного / Я.С.Бугров, С.М. Никольский. – М.: Наука, 1985.

5.Кузнецов Л.А. Сборник заданий по высшей математике

/Л.А. Кузнецов. - М.: Высш. шк., 1994. 172 с.

45

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1.

Общие рекомендации студенту-заочнику к изучению

1

 

курса математики . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . .. . . . . . . . . . . . .

2.

Правила выполнения и оформления контрольных работ

2

3.

Программа курса “Математика” для студентов-

 

 

заочников инженерно-технических

специальностей

 

 

(третий семестр) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

3

4.

Вопросы для самопроверки к контрольной работе № 3 .

5

5.

Контрольная работа № 3 . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

7

6.

Примеры решения задач к контрольной работе № 3. . . .

22

 

Приложение 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

43

 

Приложение 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

44

 

Библиографический список . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .

45

46

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

к контрольной работе № 3 по математике для студентов специальности

24.05.07 “Самолето- и вертолетостроение” заочной формы обучения

Составители: Бырдин Аркадий Петрович Иохвидов Евгений Иосифович

Сидоренко Александр Алексеевич

В авторской редакции

Компьютерный набор А.А. Сидоренко

Подписано в печать 15.03.2017.

Формат 60 84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 3,1. Уч.-изд. л. 2,9. Тираж 30 экз. “C” 8.

Зак. №

ФГБОУ ВО“Воронежский государственный технический университет”

394026 Воронеж, Московский просп., 14

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]