§ 1. Двойные и тройные интегралы
3460. Тонкая пластинка (ее толщиной пренебрегаем) лежит в пло
скости хОу, занимая
область
D.
Плотность
пластинки является
функцией точки 7 = у (Р ) = у (х, у). Найти массу пластинки.
3461. На пластинке задачи
8460
распределен электрический заряд
с поверхностной плотностью о = о (Р) = о (х, у). Составить выражение
для полного заряда пластинки.
3462. Пластинка задачи
3460
вращается вокруг оси Ох с угловой
скоростью о). Составить выражение для кинетической энергии пластинки.
3463. Удельная теплоемкость пластинки задачи
3460
меняется по
закону с = с (Р) = с (х, у). Найти количество тепла, полученное пла
стинкой при ее нагревании от температуры t\ до температуры to.
3464. Тело занимает пространственную область й; его плотность
является функцией точки у = у (Р )= у (х , у, *). Найти массу тела.
3465. В теле задачи
3464
неравномерно распределен электрический
заряд; плотность заряда является функцией точки 0 = 0 (л*, у, г). Найти
полный заряд тела.
МНОГОМЕРНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ И КРАТНОЕ
ИНТЕГРИРОВАНИЕ
В задачах 340G — 3470 оценить интегралы.
3466. \ \ (х -j- у
10) da, где D — круг х* -j-у-
4.
и
3467. ^ ^ (л~ -|- А у- -j- 9) da, где D — круг х
1
-|- у~ sst 4-
и
3468. 5 J( х -j- у -)- 1) r/о, где D — прямоугольник
0
^Lx-- 1, O - ^ j'^ 2.
’D
3469. \ \ (х -|- ху — л** — у-) da, где D — прямоугольник 0
х
1,
77
0
у
2
.
3470. ^ ^ ху (х - j- у) do, где D — квадрат 0 ^ .v
2, 0 -~^у ^ 2.
и
3471. ^ (x-\-\)y do, где D — квадрат 0^х==^2, 0 < :у < :2 .
218
ГЛ. X II. М НОГОМЕРНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ
3472. ^ jj (х 2 -{- f" — 2 У х - -j- У' -j- 2) da, где D — квадрат Oss:х ^ 2,
D
0 < у < 2.
3473. ^ jj (х~ -]- у 2 — 4х — 4у-\-10) da, где D — область, ограничен-
D
пая
э л л и п с о м
х~-\-4уп
-— 2х — 1 б j/ —
J— 13 = 0 (включая границу).
3474. J ^ ( х * у * z*) dv, где 2 — шар х 2 -[- yr -f- Z‘ ^ R-.
*
2
3475. ^ ^ (х-\-у-\-z)dv, где 8 — куб х ^ І , у ^ 1, z ^ l , х ^ З ,
У ^ З , zs^3.
3476. .У— z-\-\0)dv, где 2 — шар
х2
у- -j- z-
3.
2
§ 2. Кратное интегрирование
Д в о И н о й и н т е г р а л . П р я м о у г о л ь н а я о б л а с т ь
В задачах 3477 — 3484 вычислить двойные интегралы, взятые по
прямоугольным
областям
интегрирования
D, заданным условиями
в скобках.
3477. ^ ^ ху dx dy
' ( 0 < x < 1, 0 ^ у ^ 2).
J 3478. ^ ^ ех*у dx dy
(0
х < 1, 0 ^ у ^
1).
о
3479. jj ^ ^ + У
й^
(O ^ x ssS 1, 0 sg: у ^
1).
J s (0 '
>' 0
<
')■
3481. Г Г ---
y d x d y ^
(О й й х ^ і, 0
у ^ 1).
J J (1+ ^ + У )7
D
3482- у х sin (х -{- у) dx dy
(о
і
^
х
^ тг, 0 ^ у ^ у j .
3483.
§ х у е ху dx dy
(0 ^ х ^ 1,
0 <; у ^ 2).
*о
3484. ^
х-у cos (ху2) dx dy
х ^ у , 0 ^ у ^ 2j .
Д в о И п о И н и т е г р а л. П р о и з в о л ь н а я о б л а с т ь
В задачах 3485 — 3497 найти
пределы
двукратного интеграла
\ jj / (х, y )d x d y при данных (конечных) областях интегрирования D.
Ъ
3485. Параллелограмм со сторонами
х = 3, х = 5, дх — 2_у —
|— 4 = 0,
Зх — 2 у -[- 1 = 0 .
U 3486. Треугольник со сторонами л' = 0, у = 0, х-\-у = 2.
3487. j r - f / < l , х ^ О , j/ ^ 0 .
vj 3488. лг-[-_у
1, х — у гьС 1, х ^ О .
3489. у
х 1, у
4 — X х.
3490.
+
3491‘ (х — 2) Ч - 0 — 3)2< 4 .
3492. D ограничена параболами у = х~ и у = ]/гх.
3493. Треугольник со сторонами у = х , у = 2х и х -\-у = 6.
3494. Параллелограмм со сторонами _y = „v , у = х-\- 3,_у = — 2jcr — 1,
у = — 2х -|- 5.
3495. у — 2 x ^ 0 ,
2
у — х ^ 0, ху ^ 2.
3496. у°-
8х, у ^ 2х, у-\-Ах — 24 ^ 0.
3497. D ограничена
гиперболой
у 5 — дг2= 1
и
окружностью
jvt2 —
j—
= 9 (имеется в виду область, содержащая начало координат).
В задачах 3498 — 3503 изменить порядок интегрирования.
1
УУ
у
1
Ү Т ^
3498. J dy 5 f ix , y)dx.
ч\ 3499.
dx
f(x , y)dy.
0
у
-
1
0
______
r
Y'lrx — x
\
2
V
2
3500. J dx
A-*» JO dy.
: 3501. $ rfjf
jj
/(лг, _y) 0
'v
“ 2
/2
2
2.v
2
С- Л-
3502. J dx J f {x , y ) dy.
\
3503. \dx $ f (x ,y )d y .
1
x
0
2x
3504.
Переменив порядок интегрирования, записать данное выраже
ние в виде одного двукратного интеграла:
1
л-
2
2 — х
1) J dx J f (x , у) dy + J dx jj f ix , у) dy;
0
0
1
0
3 - x
1
Л-2
3
2
2) 5 dx 5 f ix , y) dy -|- 5 dx
$
f(x, y ) dy;
0
0
1
0
\
x ^
2
1 - Y -i.v — .V- — 3
3) \dx 5 fix , y)dy-\-\dx
5
fix , y)dy.
0
0
1
0
§
2. КРАТНОЕ И Н ТЕГРИРО ВАНИЕ
219
3505. Представить двойной интеграл ^
,y )d x d y , где D — области,
'п
указанные на рис. 02, 63, 64, 65, в виде суммы двукратных интегралов
220
ГЛ. X II. МНОГОМ ЕРНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ
(с наименьшим числом слагаемых). Фигуры, показанные на рис. 64 и 65,
составлены из прямых линий и дуг окружностей.
В задачах 3506 — 3512 вычислить данные интегралы.
3507. ^ х'лу-dx dy, D — круг x l -|~У~
f\l.
o'
3508. ^ ^ (л*'2 -\-у) dx dy,
D — область,
ограниченная
параболами
у — х 2 и у - = х .
j 3509. ^
dx dy,
D — область, ограниченная прямыми х = '
2
,
' о
у - = х и гиперболой х у — \.
3510.
cos (х -|- у) dx dy,
D — область,
ограниченная
прямыми
D
х = 0, у = тг и у = х.
, 3511. ^ 5 V 1 — -^2 — V" dx dy, D — четверть круга х'2 -J-^2
1, ле-
D
жащая в первом квадранте.
3512. 55
V 1 —
х 3
— Ул dx dy, D — область, ограниченная линией
D
j;3-j-.y3= l и осями координат.
3513. Найти среднее значение функции z = 12 — 2 х — 3 у в области,
ограниченной прямыми 12 — 2 х— Зу = 0, х = 0, у = 0.
3514. Найти среднее значение функции z = 2x-j-y в треугольнике,
ограниченном осями координат и прямой х-\-у — 3.
3515. Найти среднее значение функции z = x - \ -
6
y в треугольнике,
ограниченном прямыми у = х, у = Ьх и х = \ .
3516. Найти среднее значение функции z = V^R
2
— х-— у
1
в круге
Т р о й н о й и н т е г р а л
В задачах 3517 — 3524 вычислить интегралы.
1
2
3
а
Ь
с
3517. \d x\ dy 5 dz.
3518. 5 dx 5 dy 5 (x -| - у -j- z) dz.
o o o
0 0 0
a
x
v
a
x
.vy
3519. 5 dx 5 dy 5 xyz dz.
3520. ^dx^dy 5 x'-'y'z dz.
o o o
o
o
o
с —* 1
с — -v— I
A'+v-f-e
§
3. Ц ИЛИНД РИЧЕСКИЕ И С Ф ЕРИ ЧЕС КИ Е КООРДИНАТЫ
221
48521. ^ dx
$
dy
$
0
0
e
3522. J J ^ \x
^ — область, ограниченная плоскостями
x = 0, у = 0, z = 0, х —
f—
у —
j—
z = 1.
•sj 3523. \ \ [x y d x dy dz, й — область, ограниченная гиперболическим
<2
параболоидом z = xy и плоскостями х - \ - у = 1 и z =
0
(z^z 0).
3524. 5 5 5
У
cos (z -{-
х )
dx dy dz, Q — область, ограниченная
ди-
<
г
линдром y = Y ~ x и плоскостями у =
0
, z = 0 и х -\- z = к /
2
.
§ 3. Интегралы в полярных, цилиндрических
и сферических координатах
Д в о й н ой и н т е г р а л
В задачах 3525— 3531 перейти в двойном интеграле 55 f ( x , y ) d x d y
о
к полярным координатам р и ср (х = р cos f , у = р sin ср), и расставить
пределы интегрирования.
3525. D — круг: 1) х2 + у
1
< R\ 2) х2+ У < ах; 3) xs -j- У < ft v.
3523. D — область, ограниченная окружностями
х2 -)- у
1
= 4х,
х2-|-У = 8х и прямыми у = х и _у = 2х.
3527.
D — область, являющаяся
обще»
частью днух
кругов
х 2 -|- У ^ ах и х2 -\- У < by.
3528. D — область, ограниченная прямыми
у = х,
у = 0
и
х — 1.
3529. D — меньший пз двух сегментов, на которые прямая x-f- У = 2
рассекает круг x2-f-y=^4.
3530. D — внутренняя часть правой петли лемнискаты Бернулли
( х * + У )2 = а2(х2- У ) .
3531. D — область, определенная неравенствами х ^ О ,
(х2 -j- У )3 ^ 4а2х 2У
В задачах 3532— 3535 двойные интегралы преобразовать к поляр
ным координатам.
r
V
w
-
a
-
j
2R
Y i Ry-y*
3532. jjf/x
J f(x , у) dy.
3533. \ dy
j
/(x, y)dx.
o
o
‘А
0
2
R
Y
R- -x-
3534. 5 dx
5
/ (x2
y ) dy.
о
о
R
Y
ч -n’- R
x
R
Y
r
- — jc
2
3535.
d x \ f { ± ) d y +
jj
dx
І
f U ) d y .
6
6
X
(»
V'T+7^
В задачах 3536— 3540 вычислить с помощью перехода к полярным
координатам двойные интегралы.
R
V
r
*-
x
*
3536. J dx
J
In (1 -|- х2 -f У ) dy
о
о
_________
3537. ^ ^ | / j
_|_ “у/ dx dy, где область D определяется неравен-
*D
стпами х2 - р У
1, х
0, у
2
$: 0.
3538. \\ili — 2х — 3_у) dx dy, где D — круг х2 -j- у 2 ^ R\
о
_____________
3539. ^ $ V R
1
— х‘2 — У dx dy, где D — круг х2 -у-
Rx.
D
3540. jj 5 arctg — dxdy, где D — часть кольца
о
222
гл. XII. МНОГОМЕРНЫЕ ИНТЕГРАЛЫ
|