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:

Оборудование жилища
Оборудование квартиры должно не только соответствовать требованиям гигиены и быть удобным, но и создавать определенный уют. Оборудование однокомнатной квартиры. В однокомнатной квартире мебель расставляют так, чтобы было место для работы и отдыха членов семьи. Самая необходимая мебель - стол, неско ...

Научно-исследовательская деятельность как условие формирования экологической культуры школьников
Научно-исследовательская работа дает возможность развивать познавательную активность, творческие способности у учащихся, помогает формировать интерес к научному познанию, развивает мышление. Исследовательской работой учащиеся могут заниматься во внеурочное время. Так, например, для реализации форм ...

Основы антинаркотической профилактической помощи специалистам при работе с семьей и в образовательных учреждениях
Основные направления антинаркотической профилактической помощи, оказываемой семье специалистами образовательных учреждений. Существенным является выделение следующих направлений семейной антинаркотической профилактической помощи: Развитие осознания и понимания взрослыми членами семьи собственного в ...