Определение и простейшие свойства двойного интеграла

Задача об объеме цилиндрического тела

Наподобие того, как задача о площади криволинейной трапеции приводит к понятию простого определенного интеграла, аналогичная задача об объеме цилиндрического бруса приводит к новому понятию – двойного (определенного) интеграла.

Рассмотрим тело , которое сверху ограничено поверхностью , с боков – цилиндрической поверхностью с образующими, параллельными оси , наконец, снизу – плоской фигурой на плоскости (рис. 14). Требуется найти объем тела [1].

Для решения этой задачи прибегнем к обычному в интегральном исчислении приему, состоящему в разложении искомой величины на элементарные части, приближенному подсчету каждой части, суммированию и последующему предельному переходу. С этой целью разложим область сетью кривых на части и рассмотрим ряд цилиндрических столбиков, которые имеют своими основаниями эти частичные области и в совокупности составляют данное тело.

Для подсчета объема отдельных столбиков возьмем произвольно в каждой фигуре по точке: . Если приближенно принять каждый столбик за настоящий цилиндр с высотой, равной аппликате , то объем отдельного столбика оказывается приближенно равным

,

где означает площадь плоской фигуры [1]. В таком случае приближенное выражение объема всего тела будет

Для повышения точности этого равенства будем уменьшать размеры площадок , увеличивая их число. В пределе, при стремлении к нулю l (наибольшего из диаметров всех областей ) это равенство делается точным, так что

,

и задача решена.

Предел этого вида и есть двойной интеграл от функции по области ; он обозначается символом

,

так что формула для объема принимает вид

.

Это интересно:

Высказывания. Логические операции
Цель: сформировать у учеников понятие о математической логике, логике высказываний. Задачи: – сформировать у учеников понятие о высказываниях, логике высказываний. – развить практические навыки решения задач по данному материалу. – формирование у детей научного мировоззрения. План урока: 1. Орг. ча ...

Балетное творчество
В 1890 году начинается работа Кшесинской в балетной труппе императорских театров, которая стала сложной, наполненной трудными испытаниями и счастливыми минутами триумфа, дорогой к славе. Первые спектакли, первые маленькие роли. Так, в "Спящей красавице" она исполняла различные роли - в пе ...

Формирование научного творчества в школе
Общеизвестно, что развитие лицейского и гимназического образования в нашей стране сдерживалось искусственно. В настоящее время можно отметить, что эти учебные заведения заняли достойное место в системе просвещения, Но в связи с быстротой роста лицеям и гимназиям не удалось избежать старой болезни, ...