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:

Критерии оценки общего состояния организма школьника
Средствами физического воспитания можно значительно укрепить сердечно - сосудистую, дыхательную и мышечную системы. Мощность этих систем, через систему кровообращения, активизирует обменные процессы в организме при выполнении физических упражнений и способствует выведению продуктов обмена после их ...

Модели нетрадиционных уроков
Урок был, есть и в образном будущем останется главной формой организации обучения и воспитания учащихся. Все попытки найти эквивалент уроку, заменить его другими формами организации учебных занятий ни в России, ни за рубежом успеха не имели. Однако, это не значит, что урок – нечто застывшее и неруш ...

Сущность педагогической технологии в развитии критического мышления через чтение и письмо
Технология критического мышления стала известна в России с 1997г., она развивается при поддержке Консорциума Демократической и Международной Читательской ассоциации в рамках проекта Института «Открытое общество» под названием «Чтение и письмо для развития Критического Мышления». Проект реализуется ...