Математика 1-2 курс. Примеры решения контрольного, курсового, типового задания

Вычисление интеграла ФНП.

Типовые задачи

Объем цилиндрического тела

ПРИМЕР 6. Вычислить объем цилиндрического тела, расположенного между плоскостями   и  и ограниченного поверхностью  и плоскостью .

Решение. Тело имеет основание – область  на плоскости  
(см. рисунок), причем   Цилиндрическая поверхность

с образующей, параллельной оси , и направляющей по границе  образует боковую поверхность тела; сверху тело ограничено частью плоскости . Поэтому объем тела
(цилиндрического тела) вычисляем следующим образом:

.

  Теорема существования и единственности решения задачи Коши для линейного уравнения: если функции f(x), pi(x), i = 1, 2, …, n непрерывны на интервале (a, b), x0 - произвольная точка этого интервала, то для любых начальных условий (22) существует единственная функция y(x), определённая на всём интервале (a, b) и удовлетворяющая уравнению (20) и начальным условиям (22).

 Всё дальнейшее изложение ведётся в предположении, что условия теоремы существования и единственности решения задачи Коши выполняются, даже если это не оговаривается специально.

Линейный дифференциальный оператор и его свойства. Множество функций, имеющих на интервале (a, b) не менее n производных, образует линейное пространство. Рассмотрим оператор Ln(y), который отображает функцию y(x), имеющую   производных, в функцию, имеющую k - n производных:

  (23)

С помощью оператора Ln(y) неоднородное уравнение (20) можно записать так:

 Ln(y) = f(x); (24)

однородное уравнение (21) примет вид

  Ln(y) = 0. (25)

 Теорема 14.5.2. Дифференциальный оператор Ln(y) является линейным оператором.

 Док-во непосредственно следует из свойств производных:

Если C = const, то  

2.

 

  Наши дальнейшие действия: сначала изучить, как устроено общее решение линейного однородного уравнения (25), затем неоднородного уравнения (24), и потом научиться решать эти уравнения. Начнём с понятий линейной зависимости и независимости функций на интервале и определим важнейший в теории линейных уравнений и систем объект - определитель Вронского.

Вычисление объема тела

Механические приложения Пластина имеет форму прямоугольника со сторонами длиной   и . Найти массу этой пластины, если ее плотность распределения массы в произвольной точке равна квадрату расстояния от точки до одной из вершин пластины.

Вычисление площади криволинейной поверхности ПРИМЕР. Вычислить площадь частей сферы , лежащих внутри цилиндра .