三重积分习题课
- 格式:ppt
- 大小:1.06 MB
- 文档页数:58
宁波工程学院 高等数学AI 教案习题课11(三重积分部分)1.利用二重积分、三重积分求下列立体Ω的体积:⑵ Ω是由平面0,0,1x y x y ==+=所围成的柱面被平面0z =及抛物面226x y z +=-所截得的立体.2.化三重积分dv z y x f ⎰⎰⎰Ω).,(为三次积分,其中积分区域Ω是:由曲面z x y =及平面1,0,0,0x y z x y +====围成的位于第一卦限的闭区域.3.dv z ⎰⎰⎰Ω2其中Ω为两个球体2222R z y x =++与2222x y z Rz ++=的公共部分(0)R >.提示:用坐标轴投影法.4.利用柱面坐标计算下列三重积分:(1)v d y x ⎰⎰⎰+Ω22,其中Ω是由曲面229z x y =--及平面0z =所围成的闭区域; (2)v d y ⎰⎰⎰Ω,其中Ω是由曲面22z x y =+及平面2z y =所围成的闭区域.(3)⎰⎰⎰Ω++122y x dxdydz ,其中Ω为锥面222z y x =+及平面1=z 所围成的闭区域; (4)dxdydz y x z ⎰⎰⎰Ω+22,其中Ω由曲面22x x y -=,0=z ,)0(>=a a z ,0=y 所围成的闭区域。
5.利用球面坐标计算下列三重积分:(1)dv y ⎰⎰⎰Ω2,其中Ω为介于两球面2222x y z a ++=与2222b z y x =++之间的部分(0)a b ≤<.(2)v d y x ⎰⎰⎰Ω+)(22,其中Ω是由曲面z =与z =所围成的闭区域. (3)计算⎰⎰⎰Ω++dv z y x f )(222,Ω: 1222≤++z y x (4)计算dv e z y x Z ⎰⎰⎰≤++1222 6.选用适当的坐标系计算下列三重积分。
(1)⎰⎰⎰Ωdxdydz xyz ,Ω是由曲面226y xz --=,22y x z +=所围成闭区域; (2)dxdydz z y x z⎰⎰⎰Ω++222,其中Ω是由不等式:1222≤++z y x ,223y x z +≥所确定;(3)⎰⎰⎰Ωdxdydz z 2其中Ω是2222R z y x≤++ ,)0(2222>≤++R Rz z y x 的公共部分。
习 题 课 三 重 积 分一、 三重积分的概念(ⅰ)定义:设),,(z y x f 是空间有界闭区域Ω上的有界函数。
函数),,(z y x f 在闭区域Ω上的三重积分=⎰⎰⎰Ωdv z y x f ),,(iiiini v f ∆∑=),,(1ζηξ.其中Ω成为积分区域,dv 称为体积元素(ⅱ)当在),,(z y x f 有界闭区域Ω上连续时,三重积分⎰⎰⎰Ωdvz y x f ),,(一定存在。
(ⅲ)三重积分的物理意义:设物体占有空间有界闭区域Ω,它在点()z y x ,,处的体密度为()z y x ,,μ,并假定()z y x ,,μ在Ω上连续。
则物体质量为()dv z y x M ⎰⎰⎰Ω=,,μ。
(2)三重积分的性质:二重积分的性质可推广到三重积分,如: (ⅰ)VV dv ,=⎰⎰⎰Ω为Ω的体积;(ⅱ)(三重积分的中值定理) 设函数),,(z y x f 在闭区域Ω上连续,V 是Ω的面积,则在Ω上至少存在一点),,(ξηζ使得 Vf dv z y x f ),,(),,(ξηζ=⎰⎰⎰Ω二、 三重积分的计算法(ⅰ)利用直角坐标计算二重积分: ①先单后重计算法:若空间闭区域()()()(){}xy D y x y x z z y x z z y x ∈≤≤=Ω,,,,,,21, 若()()(){}b x a x y y x y y x D xy ≤≤≤≤=,,21,则三重积分可化为如下三次积分:()()()()()()dz z y x f dy dx dz z y x f dxdy dv z y x f y x z y x z x y x y baD y x z y x z xy⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰==Ω,,),(),(212121,,),,(,,。
②先重后单计算法:设空间闭区域()(){}21,,,,c z c D y x z y x z ≤≤∈=Ω, 其中z D 是竖标为z 的平面截闭区域Ω所得到的一个平面闭区域,则有:()()dxdy z y x f dz dv z y x f zD c c ⎰⎰⎰⎰⎰⎰=Ω,,,,21(ⅱ)利用柱面坐标计算三重积分:若空间闭区域Ω可以表示为: },)()(,),(),(|),,{(2121βθαθρρθρθρθρθρ≤≤≤≤≤≤=Ωz z z z ,则()()dz d d z f dxdydz z y x f θρρθρθρ⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=,sin ,cos ,,⎰⎰⎰=βαθρθρθρθρθρθρρρθ)()(),(),(2121),sin ,cos (z z dz z f d d(ⅲ)利用球面坐标计算三重积分:若空间闭区域Ω可以表示为: },)()(,),(),(|),,{(2121βθαθϕϕθϕθϕθϕθϕ≤≤≤≤≤≤=Ωr r r r ,则()()θϕϕϕθϕθϕd drd r r r r f dxdydz z y x f sin cos ,sin sin ,cos sin ,,2⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=⎰⎰⎰=βαθϕθϕθϕρθϕρϕθϕθϕϕϕθ)()(),(),(22121)cos ,sin sin ,cos sin (sin dr r r r r f d d举例如下:教科书 P164习题10-3、1,(1)直角坐标、(2),直角坐标(先单后重。