Тема . Математический анализ

.08 Кратные интегралы (двойные, тройные) Римана.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#64003

Вычислить двойной интеграл

∫∫
   (x2y2 + y2)dxdy
Ω

Ω = {(x,y)|1≤  y ≤ 2,x ≤ y ≤ 3x}
          x        x

PIC

Показать ответ и решение

Как мы видим, наша область задаётся не очень удобными неравенствами для того, чтобы сразу применять теорему Фубини.
Поэтому сначала давайте сделаем замену переменных u = xy,v = xy  . Тогда область Ω

           1       2
Ω = {(x,y)|-≤  y ≤ -,x ≤ y ≤ 3x}
          x        x

переходит в область D

D  = {1 ≤ u ≤ 2,1 ≤ v ≤ 3}

В новых координатах u,v  , как мы видим, область из себя представляет просто-напросто прямоугольник.

Для замены переменных нужно вычислить якобиан:

         ( ∂x  ∂x)
|J | = |det ∂u  ∂v  |
           ∂∂yu  ∂∂yv

где x(u,v) = ∘ uv,y(u,v ) = √uv-  . Тогда ∂∂xu = 2√1uv-  , ∂∂xv = − 12 √√uv3   , ∂∂yu = √2v√u-  , ∂∂yv = √2u√v-  .

Тогда

         ( ∂x   ∂x )        ( --1-    1-√u )      √ --     √ ---
|J | = |det ∂u   ∂v-  | = |det( 2√√uv − 2√√v3-) | = |-√-u-+ ----u√v--| = 1--
           ∂y   ∂y-            √v--   -√u-       4  uv   4√u-- v3    2v
           ∂u   ∂v             2 u    2 v

(всё это происходило в предположении, что u,v  - положительные числа, ведь в нашей области D  выполнено 1 ≤ u ≤ 2,1 ≤ v ≤ 3  ).

Таким образом, по теореме о замене переменной в кратном интеграле и, впоследствии по теореме Фубини, получим:

∫ ∫                  ∫ ∫                     ∫∫
      2 2   2             u-       -1-           u2-   u-
    (x y + y )dxdy =     (vuv + uv)2v dudv =    (2v +  2)dudv =
 Ω                    D                      D
        1∫  3  ∫ 2 u2           1∫ 3  7   3       7      3
     =  --   dv   (---+ u)du =  --  (---+ --)dv =  -ln3 + --
        2  1    1   v           2 1  3v   2       6      2
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!