Вычисление двойного интеграла в прямоугольных декартовых координатах

1. Пусть требуется вычислить двойной интеграл

,

где R ─ прямоугольник, определяемый неравенствами , (рис.22.3). Если функция непрерывна в прямоугольнике R, то

(*) = .

Таким образом, вычисление двойного интеграла сводится к вычислению двух определённых интегралов;

при вычислении «внутреннего» определённого интеграла считается постоянным. Правая часть формулы (*) называется повторным интегралом и обозначается следующим образом:

= .

Отметим, что результат интегрирования не зависит от порядка интегрирования, т.е.

= .

2. Чтобы рассмотреть более общий случай, введём понятие стандартной области. Стандартной областью в направлении данной оси называется такая область, для которой любая прямая, параллельная этой оси и имеющая с данной областью общие точки, пересекает границу области только в двух точках, т.е. пересекает саму область и её границу только по одному отрезку прямой.

Предположим, что ограниченная область S является стандартной в направлении оси и ограничена сверху графиком функции , снизу графиком функции (рис.22.4).

Пусть АА₁В₁В ─ минимальный прямоугольник, в котором заключена данная область S.

Тогда для непрерывной в области S функции

= .

Если же область S является стандартной в направлении оси и определяется неравенствами , , то

= .

Пример 1. Вычислить , если S = (Рис.22.5).

Решение. Область S является прямоугольником, поэтому ==

==== == = = 6.

Пример 2. Вычислить по области S = (Рис.22.6).

Решение. Область интегрирования изображена на рисунке. Имеем

= =

=== == === =.

Замечание. Если область интегрирования S не удовлетворяет условиям стандартной области, каждая из которых была бы стандартной в направлении одной из осей, и вычислить двойные интегралы по каждой части отдельно.

Дата добавления: 2014-01-07