Материал: 4563

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В нашем случае

f

2

(x) x 2,

 

f (x) x2 3x 5, следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S x 2 x2 3x 5 dx x2 2x 3 dx

 

x

 

x2

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

( 3)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1 3

 

 

 

 

 

 

( 3)

 

3 ( 3)

 

 

 

2

9 9

9 10

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

Задача № 4. Вычислить объѐм тела, полученного при вращении вокруг

оси Ox фигуры, ограниченной линиями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

1,

x 6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первое

уравнение

задаѐт

гиперболу,

а уравнение

x 6

 

 

задаѐт

вертикальную прямую. После их построения, получаем фигуру, ограниченную гиперболой и вертикальной прямой.

27

Рис.3.

Пользуясь формулой для вычисления объѐма тела вращения

b

VOx f 2 (x) dx ,

a

находим объѐм тела (рис.3), образованного вращением нашей фигуры вокруг оси Ox :

 

 

6

 

4

 

2

 

 

 

 

 

4

 

x3

 

 

6

 

4

 

63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOx

 

3

 

 

x

 

4

dx

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

 

4 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

9

 

3

 

 

3

 

9

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3

4 3 8 8 16 (куб. ед.)

 

 

 

 

 

 

 

9

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

Задача № 7. Вычислить приближѐнно определѐнный интеграл с помощью формулы прямоугольников, формулы трапеций и формулы Симпсона, разбив отрезок интегрирования на n частей. Все вычисления производить с точностью до 0,001.

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 9 x2 dx,

n 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разобьѐм отрезок интегрирования [-2;6]

 

на 8

равных частей с шагом

h

6 ( 2)

1

точками x 2, x

1,

x

 

0,

x 1,

 

x

2,

x 3,

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

2

 

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x6 4,

x7 5,

 

 

x8 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим

значения

функции

y 4 9 x2

в

этих

точках:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yi y(xi ), i 0;8.

Запишем результаты вычислений в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

0

 

1

 

 

2

3

4

 

 

5

 

6

 

 

 

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

 

-2

 

-1

 

0

1

2

 

 

3

 

4

 

 

 

5

6

 

yi

 

1,899

 

1,778

 

1,732

1,778

1,899

 

2,060

2,236

 

2,415

2,590

 

Запишем формулы приближѐнного вычисления интеграла для случая разбиения отрезка интегрирования на 8 частей.

Формулы прямоугольников:

 

 

 

 

b

 

 

 

y0

 

 

 

 

... y7 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x) dx h

y1

y2

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

y1

 

 

 

 

... y8 .

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x) dx h

y2 y3

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула трапеций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

y

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(x) dx h

 

0

8

y1 y2 ... y7

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формула Симпсона:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

h

y y

2

y y y

 

4 y y y y .

 

y(x) dx

 

 

 

3

 

0

8

 

 

2

 

4

 

6

1

3

5

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

29

Проведя вычисления по этим формулам, получим, что приближѐнное значение интеграла по формулам прямоугольников равно 15,797 или 18,387; по формуле трапеций равно 16,142, а по формуле Симпсона равно 16, 116.

Вопросы для самоконтроля и проверки

1.Что такое интегральная сумма и в чем заключается ее геометрический

смысл?

2.Сформулируйте определение определенного интеграла.

3.Какие функции являются интегрируемыми?

4.Чему равен определенный интеграл с одинаковыми верхним и нижним пределами интегрирования?

5.Как изменится значение определенного интеграла, если поменять местами верхний и нижний пределы интегрирования?

6.Сформулируйте основные свойства определенного интеграла.

7.Запишите формулу Ньютона-Лейбница.

8.Как с помощью определенного интеграла вычислить площадь криволинейной трапеции?

9.Как найти объем тела вращения?

Самостоятельная работа по теме «Функция двух переменных»

Задача №

1. Изобразить

область определения D(z) функции двух

переменных

z f (x; y) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

z

 

x y .

Вариант 1.

 

Вариант 6. z ln

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

z ln(xy) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2.

Вариант 7.

z

4 x2 y2 9 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

9 x2 y2 .

 

 

 

 

 

 

Вариант 3.

Вариант 8.

z x sin y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

x2 y2 25 .

Вариант 4.

z

x 3y2 .

Вариант 9.

 

30

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Вариант 5.

z

 

 

.

 

Вариант 10. z 4 x

y2 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант .

z

 

4 y2

x .

 

 

Задача № 2. Найти частные производные функции двух переменных 2-

го порядка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 1.

а)

z 5x3 y2

7xy

 

y4

x5 ;

б)

z ln x2

 

y3 .

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2.

а)

z 3x4 y2

2xy

 

y3

x3 ;

б)

z arc sin 3x2 y4 .

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 3.

а)

z 5x2 y y3

 

x

 

xy4 ;

б)

z arctg

 

x

.

 

 

 

 

 

3

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 4.

а)

z 4xy3

 

x y5

2 y x4 ;

б)

z sin 2x 3y .

 

 

z 4x3 3x2 y y3 7 ;

 

 

x

 

 

Вариант 5.

а)

б)

z cos

 

 

 

 

e y

.

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 6.

а)

z 3xy5 2 y4 x5 78;

б)

z e3x2 y3 .

 

 

 

 

 

Вариант 7.

а)

z 3x3 y2

 

2xy

 

y5

x4 ;

б)

z ln x3

y2 .

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 8.

а)

z 2x2 y4

5xy

 

y2

x3 ;

б)

z arccos 4x3 y4 .

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z sin3 3x 2 y .

Вариант 9.

а)

z 3x3 y x5

 

y y6 x ;

б)

 

z 4x2 2xy2 y3 8;

 

z arcsin e2 x

 

 

.

Вариант 10. а)

б)

5y

Вариант .

а)

z x9 y2 2 y 4x 5;

б)

z x2 ln y .

 

 

 

 

 

Задача № 3. Исследовать на экстремум функцию z f (x; y) .

 

 

 

 

Вариант 1.

z y2 4x 4 4xy 5x2 2 y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2.

z 6x 2xy 1 x2 y2 10 y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 3.

z 5xy 5 3x2 y 3y2 x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 4.

z x y2 2 xy x2 y .