Как найти значение двойного интеграла по области, ограниченной кругом радиуса r:
∬{x^2 + y^2 ≤ r^2}dx dy =
Математика11 классДвойные интегралыдвойной интегралзначение двойного интегралаобласть интегрированиякруг радиуса rинтеграл по кругуматематический анализвычисление интеграла
Чтобы найти значение двойного интеграла по области, ограниченной кругом радиуса r, мы можем использовать полярные координаты. Давайте рассмотрим шаги, которые необходимо выполнить для решения этой задачи.
Область, ограниченная кругом радиуса r, описывается неравенством x^2 + y^2 ≤ r^2. В полярных координатах это неравенство принимает вид:
0 ≤ r ≤ R, 0 ≤ θ ≤ 2π, где R - радиус круга.
Функция, которую мы интегрируем, x^2 + y^2, в полярных координатах записывается как:
r^2, где x = r * cos(θ) и y = r * sin(θ).
Двойной интеграл будет выглядеть следующим образом:
∬{x^2 + y^2 ≤ r^2}dx dy = ∫(θ=0 to 2π) ∫(r=0 to R) r^2 * r dr dθ
где дополнительный множитель r появляется из-за преобразования в полярные координаты.
∫(r=0 to R) r^3 dr = [r^4 / 4] (от 0 до R) = R^4 / 4.
∫(θ=0 to 2π) dθ = 2π.
Теперь мы можем объединить результаты обоих интегралов:
Итак, двойной интеграл равен:
(R^4 / 4) * (2π) = (π * R^4) / 2.
Таким образом, значение двойного интеграла по области, ограниченной кругом радиуса r, равно:
(π * r^4) / 2.