2020-04-12
408
Вычисление площадей плоских фигур в декартовых координатах
непрерывна на 
Найдем площадь фигуры, ограниченной линиями 
Пусть 
– разбиение отрезка на элементарные отрезки 
; 
; 
.
Рассмотрим площадь 
части фигуры, удовлетворяющей условию 
. Пусть 
и 
– соответственно наименьшее и наибольшее значения функции 
на 
заключена между площадями прямоугольников с высотой и 
Сложим по 
от 
до 
:
Т.е.
где 
– интегральные суммы, соответствующие разбиению и выбору точек 
и 
соответственно (нижняя и верхняя интегральные суммы Дарбу); при 
Из (1.9.1) получаем: 
Замечания:
1. 
(см. рис. 19.)
Рис. 19
2. 
(см. рис. 20).
Рис. 20
3. 
(см. рис. 21).
Рис. 21
Вычисление площадей плоских фигур в полярных координатах.
Рассмотрим кривую, 
, где функция 
непрерывна на 
.
Рис. 22
Найдем площадь фигуры, ограниченной линиями 
. Пусть – разбиение :
Рассмотрим площадь части фигуры, удовлетворяющей условию 
(см. рис. 22). Пусть и – соответственно наименьшее и наибольшее значения функции 
:
|
|
|
.
заключена между площадями круговых секторов радиусов и :
Сложим по от до :
Т.е.
где 
– интегральные суммы функции 
, соответствующие разбиению и выбору точек 
и 
соответственно (нижняя и верхняя интегральные суммы).
При из (1.9.2) получаем: 
.
Замечания:
1. 
(см. рис. 23).
Рис. 23
2. 
(см. рис. 24).
Рис. 24
Вычисление объемов тел по площадям поперечных сечений и объемов тел вращения.
Рис. 25
Рассмотрим в пространстве тело 
, каждая точка 
которого удовлетворяет неравенству 
. Пусть площадь сечения плоскостью 
равна 
непрерывна на 
. Найдем объем 
тела . Зафиксируем 
. Рассмотрим малое 
. Рассмотрим часть (слой) тела 
, соответствующий отрезку 
. Объем этой малой части 
приблизительно (c точностью до бесконечно малых выше первого порядка относительно 
равен объему цилиндра с площадью основания 
и высотой 
Суммируя по всем таким тонким слоям, получаем
Объемы тел вращения.
Рис. 26
Фигура, ограниченная линиями 
, вращается вокруг оси 
(см. рис. 26).
Найдем объем 
тела вращения. Зафиксируем . Сечение тела плоскостью – круг радиуса 
. Тогда
Ту же фигуру вращаем вокруг оси 
(см. рис. 27).
Рис. 27
Рассмотрим малый отрезок 
, где . При вращении соответствующей части фигуры получаем тело объема 
, где 
– площадь кольца радиусов 
и 
соответственно:
Тогда
Суммируя по тонким "слоям", получим
Общий случай:
Таким образом получаем для вращения фигуры, ограниченной линиями 
, имеем
При вращении фигуры, ограниченной линиями 
(см. рис. 28).
|
|
|
Рис. 28
