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 физического воспитания
В целях всестороннего физического воспитания в школе используются различные его формы: классно-урочные, внеклассные и внешкольные занятия. При условии правильного взаимосочетания они образуют стройную, единую систему. Основной формой в этой системе являются уроки физической культуры (классно-урочны ...

Театры в школах, как форма организации творческой деятельности учащихся
В настоящие время, почти в каждой школе есть коллектив, из числа учащихся, занимающийся театральными поставками. В некоторых школах этому уделяется большое внимание, можно сказать даже, что театральные постановки являются частью учебного плана. Занятия театром в школе меньше всего напоминают театра ...

Компьютер : за и против
Современные дети все активнее используют в качестве главных источников информации телевидение, видео, компьютеры, порой в ущерб чтению книг, общению с окружающими людьми, природой, двигательной активности, необходимым для гармоничного развития личности. При работе на компьютере организм человека ис ...