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:

Формы организации детей при ознакомлении их с природой
Формами организации деятельности детей при ознакомлении их с природой являются занятия, экскурсии, прогулки, работа в уголке природы, работа на земельном участке. Занятия. Это основная форма организации детей в ознакомлении их с природой. Проводятся они в определенные часы по заранее разработанному ...

Ярославская областная общественная организация «Союз пионерских организаций, детских объединений»
В 1991 году, когда пионерское движение перестало существовать во всероссийском масштабе, в Ярославской области начала действовать областная общественная организация «Союз пионерских организаций, детских объединений». «Понятие «пионерская» осталось, у нас и сейчас около пяти организаций пионерских е ...

Теоретическое обоснование методики исследования нарушения письма у учащихся младших классов речевой школы
При разработке методики констатирующего эксперимента в ее основу было вложено: Понимание письма как сложной формы речевой деятельности многоуровневого процесса. Современное понимание психофизиологического содержания процесса письма. Для построения методики исследования нарушений письма у учащихся м ...