пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Объем тела вращения.

Рассмотрим тело, образованное вращением вокруг оси image1109.gifфигуры, ограниченной непрерывной кривой image1411.gif, осью image1109.gifи прямыми image1414.gif(рис. 7). Разобьем отрезок image902.gifна image948.gifчастей точками image1418.gifПроведем через точки деления плоскости, перпендикулярные оси image1109.gif. Сечение тела вращения плоскостью image1421.gifесть круг радиусом image1423.gifс площадью image1425.gifimage1427.gif. Проведенные плоскости разобьют тело на слои. Каждый image636.gif-й слой

image1437.gif

image1441.gif

приближенно заменим прямым цилиндром (рис. 7) с радиусом image1423.gif, высотой image1444.gifи объемом image1446.gif

Сумма объемов всех цилиндров равна image1448.gif.

Объем тела вращения image1450.gifопределяется как предел этой суммы

image1452.gif

при стремлении к нулю величины image1454.gif. Мы получили предел интегральной суммы непрерывной функции image1456.gifпо отрезку image902.gif, который существует и равен интегралу image1459.gif

Итак, объем image1461.gifтела, полученного при вращении вокруг оси image1109.gifфигуры, ограниченной кривой image1411.gif, осью image1109.gifи прямыми image1414.gif, вычисляется по формуле

image1467.gifили image1469.gif.

Аналогично вычисляется объем image1471.gifтела, полученного при вращении вокруг оси image1105.gifфигуры, ограниченной линией image1474.gif, осью image1105.gif, прямыми image1477.gif(рис. 8):

image1479.gifили image1481.gif.

image1483.jpgПример 1. Вычислить объем тела, образованного вращением фигуры, ограниченной линиями image1485.gif,

а) вокруг оси image1109.gif, б) вокруг оси image1105.gif.

Решение. Построим параболу image1489.gifпрямые image1491.gifи заштрихуем фигуру, ограниченную этими линями (рис. 31).

image1492.gifа). Объем тела, полученного при вращении этой фигуры вокруг оси image1109.gif, вычислим по формуле:

image1495.gif

Подынтегральная функция − четная, поэтому используем следствие 2 к теореме.

image1497.gif

б). Для вычисления объема тела вращения фигуры вокруг оси image1105.gifнельзя непосредственно воспользоваться формулой, так как фигура сверху ограничена не прямой, а параболой. Поэтому сначала рассмотрим фигуру, ограниченную прямой image1500.gif, осью image1105.gif, прямыми image1503.gif. При ее вращении вокруг оси image1105.gifполучим цилиндр, объем которого image1506.gifможно вычислить по формуле image1508.gifили по формуле image1510.gif

Теперь рассмотрим фигуру, ограниченную линиями image1489.gifосью image1105.gifи прямой image1514.gif. При ее вращении вокруг оси image1105.gifполучим тело, объем которого image1517.gifвычислим по формуле: image1519.gif

Тогда искомый объем image1521.gifбудет равен image1523.gif

 

 

 

7. Лекционное занятие. КРИВОЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕГРАЛ ПЕРВОГО РОДА

Случай 1. Пусть на плоскости дуга image1525.gifзадана уравнением image1527.gifimage1529.gifБудем предполагать, что функция image1290.gifнепрерывна вместе со своей производной на image902.gif.

image1546.gifРассмотрим на кривой точки image1548.gifс абсциссами image1550.gifПроведем хорды image1552.gifimage1554.gifдлины которых обозначим image1556.gif(рис. 1).

Вычислим длину image636.gif-й хорды

image1559.gif

Для вычисления приращения image1561.gifвоспользуемся формулой конечных приращений Лагранжа

image1563.gif,

где image1278.gif− некоторая точка из промежутка image1566.gifТогда длина image1568.gifй хорды

image1570.gif.

Учтем это и возьмем в определении криволинейного интеграла в качестве промежуточных точек на дугах image1572.gifточки image1574.gif:

image1576.gif.

Мы получили предел интегральной суммы функции image1578.gifпо отрезку image902.gif, который равен интегралу image1581.gifСледовательно,

image1583.gif

Итак, для вычисления криволинейного интеграла image1585.gifпо дуге АВ с уравнением image1527.gifimage1588.gifнужно:

1) заменить image1590.gifв подынтегральной функции на его значение image1290.gifна дуге;

2) заменить image1593.gifна image1595.gif;

3) вычислить получившийся определенный интеграл по отрезку image902.gif.

Иногда удобнее использовать уравнение кривой в виде image1598.gif. Тогда

image1600.gif

Пример 1. Вычислить длину дуги кривой image1602.gif.

Решение. Уравнение кривой разрешено относительно image034.gif, поэтому воспользуемся формулой (7.16), учитывая, что image1605.gif,

image1607.gif

Тогда image1609.gif

Случай 2. Пусть на плоскости дуга image1525.gifзадана параметрическими уравнениями

image1612.gif,

причем функции image1614.gifнепрерывны на image1616.gifвместе со своими производными и image1618.gif.

Для определенности, пусть image1620.gif. Уравнения image1622.gifопределяют функцию image1290.gif, которая имеет непрерывную производную image1625.gif. Учитывая, что image1627.gif, получим image1629.gif.

Итак, справедливы следующие формулы image1631.gifи

image1633.gif Аналогично, для пространственной кривой, заданной параметрическими уравнениями image1635.gif, имеем

image1637.gif

image1639.gif


22.06.2016; 08:09
хиты: 85
рейтинг:0
Точные науки
математика
математический анализ
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь