- •РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО ТЕМАМ 6.1, 6.2
- •Тема 6.1. Интегрирование функций нескольких переменных
- •Двойной интеграл
- •Задача 1.1
- •Задача 1.2
- •Справочный материал
- •Решение задачи 1.1
- •Решение задачи 1.2
- •Задача 2.1
- •Задача 2.2
- •Справочный материал
- •Механический смысл двойного интеграла
- •Геометрический смысл двойного интеграла
- •Решение задачи 2.1
- •Решение задачи 2.2
- •Тройной интеграл
- •Задача 3.1
- •Задача 3.2
- •Задача 3.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 3.1
- •Решение задачи 3.2
- •Тройной интеграл в сферических координатах
- •Решение задачи 3.3
- •Задача 4.1
- •Задача 4.2
- •Задача 4.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 4.1
- •Решение задачи 4.2
- •Решение задачи 4.3.
- •Задача 5.1
- •Задача 5.2
- •Задача 5.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 5.1
- •Решение задачи 5.2
- •Решение задачи 5.3
- •Задача 6.1
- •Задача 6.2
- •Задача 6.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 6.1
- •Решение задачи 6.2
- •Решение задачи 6.3
- •Тема 6.2. Теория поля
- •Скалярное поле
- •Задача 7.1
- •Задача 7.2
- •Задача 7.3
- •Справочный материал
- •Решение задачи 7.1
- •Решение задачи 7.2
- •Решение задачи 7.3
- •Векторное поле
- •Задача 8.1
- •Задача 8.2
- •Справочный материал
- •Решение задачи 8.1
- •Решение задачи 8.2
- •Задача 9.1
- •Задача 9.2
- •Справочный материал
- •Решение задачи 9.1
- •Решение задачи 9.2
- •Задача 10
- •Справочный материал
- •Теорема Стокса
- •Решение задачи 10
- •Задача 11
- •Справочный материал
- •Решение задачи 11
- •Задания к типовым расчетам
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Вариант 13
- •Вариант 14
- •Вариант 15
- •Вариант 16
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Вариант 19
- •Вариант 20
- •Вариант 21
- •Вариант 22
- •Вариант 23
- •Вариант 24
- •Вариант 25
- •Вариант 26
- •Вариант 27
- •Вариант 28
- •Вариант 29
- •Вариант 30
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •Полярная система координат
- •Эллиптические координаты
- •Сферическая система координат
- •Обобщенно эллиптические координаты
- •Механические приложения интегралов функций нескольких переменных
- •Механические приложения двойных интегралов
- •Статические моменты
- •Координаты центра тяжести
- •Моменты инерции
- •Механические приложения тройного интеграла
- •Статические моменты
- •Координаты центра тяжести
- •Моменты инерции
- •Механические приложения криволинейного интеграла первого рода
- •Статические моменты дуги
- •Координаты центра тяжести дуги
- •Моменты инерции дуги
- •Механические приложения поверхностного интеграла первого рода
- •Статические моменты участка поверхности
- •Моменты инерции участка поверхности
Координаты центра тяжести C(xc , yc )
|
|
|
xc = |
S y |
; |
yc = |
|
Sx |
|
|||
|
|
|
m |
|
m |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
или xc = |
1 |
|
∫∫δ(x, y)x dS , |
yc = |
|
1 |
∫∫δ(x, y)y dS , |
|||||
m |
m |
|||||||||||
|
D |
|
|
|
D |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где m = ∫∫δ(x, y)dS - масса тела. |
|
|
|
|
|
|
||||||
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Моменты инерции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Относительно координатных осей: |
|
|
|
|
|
|||||||
I x = ∫∫ y2 δ(x, y)dS ; |
|
I y = ∫∫x2 δ(x, y)dS . |
||||||||||
D |
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
Относительно начала координат:
Io = ∫∫(x2 + y2 ) δ(x, y)dS .
D
Механические приложения тройного интеграла
Пусть масса распределена по пространственной области Ω с плотностью δ(x, y, z). Статические моменты тела, занимающего
область Ω , координаты центра тяжести этого тела и моменты инерции вычисляются по следующим формулам.
Статические моменты
Относительно координатных осей:
Sx = ∫∫∫ |
y2 + z2 δ(x, y, z)dV ; S y = ∫∫∫ x2 + z2 δ(x, y, z)dV ; |
Ω |
Ω |
Sz = ∫∫∫ x2 + y2 δ(x, y, z)dV .
Ω
Относительно начала координат:
So = ∫∫ x2 + y2 + z2 δ(x, y, z)dS .
D
Относительно координатных плоскостей:
88
SxOy = ∫∫∫z δ(x, y, z)dV ; |
SxOz = ∫∫∫ y δ(x, y, |
z)dV ; |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S yOz = ∫∫∫x δ(x, y, z)dV . |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
||
Координаты центра тяжести C(xc , yc , zc ) |
|
|
|
|||||||||||||||
xc |
= |
|
S yOz |
; |
yc = |
SxOz |
|
; |
|
zc = |
SxOy |
, или |
||||||
|
|
m |
m |
|
m |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
xc = |
|
1 |
|
∫∫∫x δ(x, y, z)dV , yc = |
1 |
∫∫∫ y δ(x, y, z)dV , |
||||||||||||
m |
m |
|||||||||||||||||
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|||||||
zc = |
1 |
∫∫∫z δ(x, y, z)dV , |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
m |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где m = ∫∫∫δ(x, y, z)dV - масса тела. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Моменты инерции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Относительно начала координат: |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Io = ∫∫∫(x2 + y2 + z2 )δ(x, y, z)dV . |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительно координатных осей: |
|
|
|
|
||||||||||||||
I x = ∫∫∫(y2 + z2 )δ(x, y, z)dV ; |
I y = ∫∫∫(x2 + z2 )δ(x, y, z)dV ; |
|||||||||||||||||
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
I z |
= ∫∫∫(x2 + y2 )δ(x, y, z)dV . |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительно координатных плоскостей: |
|
|
|
|||||||||||||||
I xOy = ∫∫∫z2 δ(x, y, z)dV , |
|
|
I xOz = ∫∫∫ y2 δ(x, y, z)dV , |
|||||||||||||||
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
I yOz = ∫∫∫x2 δ(x, y, z)dV .
Ω
89