Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang

Cho hình trụ được giới hạn trên bởi mặt bậc hai f x y ( , ) 0 ,

giới hạn dưới bởi miền D = [a,b]x[c,d] (đóng, bị chặn).

giới hạn xung quanh bởi những đường thẳng song song Oz, tựa trên biên D.

Bài toán: Tìm thể tích hình trụ.

1) Chia D một cách tùy ý ra thành n hình chữ nhật rời nhau: D1, D2, ., Dn.

Có diện tích tương ứng là

2) Trên mỗi miền lấy tùy ý một điểm M x y D i i i i ( , )

3) Thể tích của vật thể: (tổng Riemann)

 

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 1

Trang 1

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 2

Trang 2

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 3

Trang 3

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 4

Trang 4

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 5

Trang 5

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 6

Trang 6

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 7

Trang 7

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 8

Trang 8

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 9

Trang 9

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 76 trang xuanhieu 2580
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang

Bài giảng Giải tích II - Chương 3: Tích phân bội hai - Nguyễn Văn Quang
QGHN 
Ví dụ 
 01 y
 D : 
 yx 1
 01 x
 Thay đổi cận: D : 
 0 yx
 1 x 1 1 1
 2 2 x 2 112 e 
 I dx ex dy ex y dx xex dx x
 0 e
 00 0 0 220
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 25 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 11
 3
 Tính tích phân kép I dysin( x 1) dx
 0 y
 1
 3
Tích phân sin( x 1) dx không tính được (qua các hàm sơ cấp). 
 y
 01 y
 D : 
 yx 1
Thay đổi cận: 
 01 x
 D :
 2
 0 yx
 2
 1 x 1 2
 3 sin(x3 1)  yx dx
I dxsin( x 1) dy 0
 00 0
 1
 23 cos(1) 1
 xsin( x 1) dx 
 0 3
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 26 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Ví dụ 
 1 yy2 
 Thay đổi thứ tự lấy tích phân I dy f(,) x y dx
 00
 01 y
 D :
 2
 0 x y y
 Vẽ miền D: 
 Thay đổi cận: 
 02 x
 D : 1 1 4x
 y 1 21
 2 I dx f(,) x y dy
 0 1 1 4x
 2
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 27 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 2
 3 24 y
 Thay đổi thứ tự lấy tích phân I dy f(,) x y dx
 3 12 y2
 33 y 
 D : D1 
 22
 12 y x 2 4 y
 Vẽ miền D: 
 Thay đổi cận: 
 D3 
 Phải chia D làm 3 miền: 
 3 x 2 3
D1 : 
 22
 12 x y 4 x x
 3 x 2 3 D2 
D2 : 
 4x x22 y 12 x
 2 3 x 4
 D3 : 
 I fdxdy fdxdy fdxdy 22
 44x x y x x
 DDD1 2 3
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 28 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Tổng quát, xét phép đổi biến T từ mặt Ouv sang mặt Oxy: 
 ( , 푣) = ( , ) 
 với x và y liên hệ với u và v bởi: 
 = , 푣 ; = ℎ( , 푣) 
 Có thể viết: = ( , 푣), = ( , 푣). 
 Giả sử T là một phép biến thỏa mãn: g và h có đạo hàm riêng bậc nhất liên 
 tục. 
 Nếu ( 1, 푣1) = ( 1, 1), thì ( 1, 1) được gọi là ảnh của điểm 
 ( 1, 푣1). 
 Nếu không có 2 điểm nào có cùng chung 1 ảnh và ngược lại, thì ta gọi 
 T là đổi biến 1-1. 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 29 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Nếu T là đổi biến 1-1, nó sẽ có một phép biến đổi ngược −1 từ mặt Oxy 
 sang mặt Ouv. 
 Do đó, ta có thể tìm u và v theo x và y : 
 = ( , ), 푣 = ( , ) 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 30 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Xét một hình chữ nhật nhỏ S trong mặt Ouv: ảnh của S là miền R trong mặt 
 Oxy. Một điểm trên cạnh biên của nó sẽ là: 
 ( 0, 0) = ( 0, 푣0) 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 31 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Ta có vector vị trí của điểm (u, v): 
 풓( , 푣) = 풊 + 풋 = ( , 푣) 풊 + ℎ( , 푣) 풋 
 Phương trình của cạnh dưới của S là: 푣 = 푣0 
 Ảnh của nó được cho bởi hàm vector 풓( , 푣0). 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 32 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Nếu một đường cong trong mặt phẳng cho bởi hàm vector: 
 풓(푡) = (푡) 풊 + (푡) 풋 
 với 푡 là tham số thì vector tiếp tuyến tại 푡0 đối với đường cong không gian 
 này sẽ là: x y
 r x i y j i j
 t t0 t0 t t
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 33 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Do đó vector tiếp tuyến tại ( 0, 0) đối với đường cong ảnh này sẽ là: 
 xy
 r g(,)(,) u v i h u v j i j
 u u0 0 u 0 0 uu
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 34 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Tương tự, vector tiếp tuyến tại ( 0, 0) đối với đường cong ảnh của cạnh trái 
 của ( = 0) là: 
 xy
 r g(,)(,) u v i h u v j i j
 v v0 0 v 0 0 vv
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 35 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Ta có thể xấp xỉ miền ảnh 푅 = (푆) bởi một hình bình hành xác định 
 bởi các vector cát tuyến: 
 ar (,)u00 u v
 r(,)uv00
 br (,)u00 v v
 r(uv00 , ) 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 36 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Tuy nhiên, 
 rr(,)(,)u0 u v 0 u 0 v 0
 ru lim
 u 0 u
 Nên, r(,)(,).u0 u v 0 r u 0 v 0 u ru
 Tương tự, r(,)(,).u0 v 0 v r u 0 v 0 v rv
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 37 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Điều này có nghĩa là ta có thể xấp xỉ R bởi một hình bình hành xác định 
 bởi 2 vector ∆ . 풓 và ∆푣. 풓푣 . 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 38 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Vậy, có thể xấp xỉ diện tích của R bởi diện tích của hình bình hành này: 
 |(∆ 풓 ) × (∆푣 풓푣)| = |풓 × 풓푣| ∆ ∆푣 
 Tích có hướng của 2 vector: 
 i j k x  y  x  x
 xy u  u  u  v
 r r 0 k k
 uv uu x  y  y  y
 xy v  v  u  v
 0
 vv
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 39 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Jacobian của biến đổi T cho bởi = ( , 푣) và = ℎ( , 푣) là: 
 xx
 (,)x yuv  x  y  x  y
 (,)u vyy  u  v  v  u
 uv
 Với ký hiệu này ta có thể xấp xỉ một diện tích ∆A của R: 
 (,)xy ở đây Jacobian được 
 A u v
 (,)uv tính tại (u0, v0). 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 40 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Tiếp theo, ta chia miền S trong mặt Ouv thành các hình chữ nhật nhỏ 푆푖푗 
 và gọi ảnh của nó trong mặt Oxy là 푅푖푗. 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 41 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Áp dụng công thức xấp xỉ đối với 푅푖푗 ở trên, ta có xấp xỉ của tích phân 
 2 lớp của f trên miền R như sau. 
 f(,) x y dxdy
 R
  f(,) xij y A
 (,)xy ở đây Jacobian được 
 f( g ( u , v ), h ( u , v )) u v
  i j i j tính tại ( , 푣 ). 
 (,)uv 푖 푗
 Chú ý đây chính là tổng Riemann của tích phân: 
 (,)xy
 f( g ( u , v ), h ( u , v )) du dv
 S (,)uv
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 42 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Đổi biến tổng quát 
 Định lý: 
 Giả sử có phép đổi biến: = , 푣 , = , 푣 ; sao cho phép đổi biến 
 này là 1-1 (có thể trừ trên biên), và 퐽 ≠ 0 (có thể 퐽 = 0 tại một số điểm 
 hữu hạn), khi đó: 
 ( , ) = ( ( , 푣), ( , 푣)). 퐽 . 푣 
 푣
 Trong đó: 
 ′ ′
 휕( , ) 푣
 퐽 = = ′ ′ 
 휕( , 푣) 푣
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 43 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Định nghĩa 
 Mối liên hệ giữa tọa độ cực và y 
 tọa độ Descartes: 
 xr cos 
 , 0 2 M(,) x y
 yr sin y 
 r 
 2 2 2
 Chú ý: x y r 
 x x 
 Ví dụ. Phương trình đường tròn tâm 0, bán kính bằng 2: xy22 4
 Phương trình đường tròn này trong tọa độ cực là: r 2.
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 44 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Ví dụ 
 • Phương trình đường tròn tâm (1,0), bán kính bằng 1: x22 y2 x
 Phương trình đường tròn này trong tọa độ cực là: r2 2 r cos r 2cos
 • Phương trình đường tròn tâm (0,1), bán kính bằng 1: x22 y2 y
 Phương trình đường tròn này trong tọa độ cực là: r2 2 r sin r 2sin
 • Phương trình đường thẳng x = 2 
 2
 Phương trình đường thẳng này trong tọa độ cực là: rrcos 2 
 cos 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 45 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Ví dụ 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 46 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 I f(,) x y dxdy
 R
 Qua phép đổi biến: 
 xr cos 
 yr sin 
 Chia [a,b] thành m phần. 
 Chia [,]  thành n phần. 
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 47 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 rii 1 r r
Miền Rij : 
 jj 1  
 **
Trên Rij lấy một điểm (,)rij
 11
 r** ( r r ); (   )
 i22 i 11 i i i i
Diện tích miền Rij là: 
 11
 A r22   r  ; 
 ij22 i i 1
  () jj  1
 1 1
 A   r22 r   r r  r r rr*   
 ij2 i i 1 2 i i 11 i i i
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 48 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 ****
Tọa độ cực của điểm Rij là: (rri cos j , i sin j )
 mn
 ****
Tổng Riemann: Vmn  f( r i  cos j , r i  sin j )  A ij
 ij 11
 mn
 *****
  f( ri  cos j , r i  sin  j )  r i  r  
 ij 11
 mn
 **
Đặt g( r , ) r  f ( r  cos  , r  sin  ) Vmn  g(,) r i j  r  
 ij 11
 mn
 *****
 f( x , y ) dxdy lim  f ( ri  cos j , r i  sin j )  r i  A ij
R mn, ij 11
 mn  b
 **
 lim g ( rij , )  r  g(,) r drd
 mn, ij 11 a
  b
 f( x , y ) dxdy d f ( r  cos  , r  sin  ) r  dr
 Ra 
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 49 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Ví dụ 
 Tính tích phân kép I () x y dxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi: 
 D
 x2 y 2 1, x 2 y 2 4, y 0, y x 
 xr cos 
 yr sin 
 0 
 Dr : 4
 12 r
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 50 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Ví dụ 
 I () x y dxdy
 D
 / 4 2 / 4 2
 2
 I d rcos r sin r  dr d cos sin  r  dr
 01 01
 2
 /4 r3
 Id cos sin  
 3
 0 1
 /4 81
 Id cos sin  
 0 33
 7
 I 
 3
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 51 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 22
 Tính I 4 x y dxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi 
 D
 x22 y 4, y x , y x 3 (y x)
 xr cos 
 yr sin 
 Dr : 43
 02 r
 /3 2
 2
I d 4 r r  dr
 /4 0
 2 
 I 
 9
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 52 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 22
 Tính I x y dxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi: 
 D
 x22 y 2 x , y x .
 xr cos 
 yr sin 
Dr : 24
 0 r 2cos 
 /4 2cos 
Id r r  dr
 / 2 0
 /4
 8 3 16 10 2
 Id cos 
 /2 3 9
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 53 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Tính I ( x 1) dxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi: 
 D
 x2 y 2 2 x ; x 2 y 2 4 x ; y x ; y x 3
 xr cos 
 yr sin 
Dr : 43
 2cos r 4cos
 /3 4cos 
 I d ( r cos 1) r  dr
 / 4 2cos
 37 35 67 3
 6 24
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 54 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Tính I () x y dxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi 
 D x2 y 2 2 x ; x 2 y 2 2 y .
 xr cos 0 
 D : 2
 yr sin 
 0 r ?
 0 
D1 : 4
 0 r 2sin D 
 2 D1 
D2 : 42
 0 r 2cos 
 11 
 I 
 DD12 4 2 4 2 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 55 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tọa độ cực suy rộng 
 2 2 2
 Trường hợp 1. Miền phẳng D là hình tròn: ()()x x00 y y a
 Dùng phép đổi biến: 
 x x0 r cos 
 y y0 r sin 
 Khi đó định thức Jacobi: 
 xxr cos r .sin
 J r
 yyr sin r .cos
 Khi lấy cận của r , ta coi như gốc tọa độ dời về tâm hình tròn. 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 56 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tọa độ cực suy rộng 
 xy22
 Trường hợp 2. Miền phẳng D là Ellipse: 1;ab 0, 0
 ab22
 x
 Dùng phép đổi biến: r cos 
 a
 y
 r sin 
 b
 Khi đó định thức Jacobi: 
 xxr a.cos ar .sin
 J a.. b r
 yyr b.sin br .cos
 02 
 Khi đó cận của r,: 
 01 r
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 57 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Tính I (2 x y ) dxdy, trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi 
 D
 (x 1)22 ( y 2) 4; x 1.
 Gốc tọa độ dời về đây 
 xr 1 cos 
 yr 2 sin 
 Dr : 22
 0 r 2
 / 2 2
I d 2(1 r cos ) (2 r sin )  r  dr
 / 2 0 32
 8 
 3
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 58 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Tính I ( x 1) dxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi 
 D xy22
 1;yx 0; 0
 94
 x
 r cos 
 3
 y
 r sin 
 2
 0 
 Dr : 2
 01 r
 /2 1 3 
I d 3 rcos 1  3 2 r  dr 6
 00 2
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 59 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Tính I xdxdy , trong đó D là miền phẳng giới hạn bởi 
 D x2
 y2 1; y 0; y x
 3
 x 0 
 r cos 3
 Dr : 
 3 
 01 r
 yr sin 
 sin yr/
 tg 
 cos xr/( 3)
Vì đường y = x nên tg 3
 3
 /3 1 3
I d 3  rcos 31 r  dr 
 00 2
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 60 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Diện tích miền D: SD dxdy
 Dxy
Tính diện tích miền D giới hạn bởi: x2 y 2 2 y ; x 2 y 2 6 y ; y x 3; x 0
 Diện tích miền D là: 
 /2 6sin 
SD dxdy d rdr
 D /3 2sin
 6sin 
 /2 2 /2
 r 2
SdD 16sin d
 2
 /3 2sin /3
 4
S 23
 D 3
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 61 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tính thể tích 
 Để tính thể tích khối  :
 1) Xác định mặt giới hạn bên trên: z z2 (,) x y
 2) Xác định mặt giới hạn bên dưới: z z1(,) x y
 3) Xác định hình chiếu của  xuống Oxy: D xy Pr Oxy
 V z x,, y z x y dxdy
  21 
 Dxy
 Chú ý: 1) Có thể chiếu Ω xuống Oxz, hoặc Oyz. Khi đó mặt phía trên, mặt 
 phía dưới phải theo hướng chiếu xuống. 
 2) Để tìm hình chiếu của Ω xuống Oxy, ta khử z trong các phương trình 
 của Ω. 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 62 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 Tính thể tích vật thể giới hạn bởi: z ( x 1)22 y ; 2 x z 2
Mặt phía trên: z z2 ( x , y ) 2 2 x
 22
Mặt phía dưới: z z1( x , y ) ( x 1) y
Hình chiếu: khử z trong 2 phương trình: 
(x 1)22 y 2 2 x xy22 1
 Hình chiếu 
 D:1 x22 y 
 V z21 z dxdy
 xy22 1
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 63 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Ví dụ 
 22 
 V ()(22 x xx 21 y ) dxdy
 xy22 1
 22
 V 1 x y dxdy
 xy22 1
 xr cos 
 Đổi sang tọa độ cực: 
 yr sin 
 1
 21 2 24
 2 rr
 V d 1 r  r  dr d 
 00 0 24
 0
 V 
 2
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 64 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tính thể tích vật thể giới hạn bởi: z x2 y 2; y x 2 ; y 1; z 0
 Mặt trên: z x22 y
 Mặt phía dưới: z 0
 Hình chiếu: D 
 D 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 65 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 22
V x y 0 dxdy
 D
 11 x 
D :
 2
 xy 1
 11
 22
V dx x y dy
 1 x2
 1
 1 3
 2 y
V xy dx
 1 3
 x2
 1 6
 241 x 88
V x x dx 
 1 33 105
23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 66 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tính thể tích vật thể giới hạn bởi: z 2 x 22 y 1, x y 1 và các mặt tọa độ. 
Mặt phía trên: z 21 x22 y 
Mặt phía dưới: z 0
Hình chiếu: là tam giác màu đỏ. 
 A 
 0 B
 22 3 Mặt dưới 
 V 2 x y 1 0 dxdy 
 OAB 4
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 67 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tính thể tích vật thể giới hạn bởi: z 4 y22 ; z y 2; x 1; x 2.
 z 
Có thể chiếu xuống Oxy tương tự các ví 
dụ trước. 
Chiếu vật thể xuống Oyz: 
Mặt phía trên: x 2
Mặt phía dưới: x 1
 y 
 x 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 68 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Thể tích vật thể cần tính: z 
 V  x21(,)(,) y z x y z dydz
 Dyz
 D 
 1 4 y2
 V dy2 ( 1) dz
 1 2 y2
 1 2
 V 3 z4 y dy
 2 y2
 1
 y 
 1
 22
 V 3 4 y 2 y dy
 1
 V 8.
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 69 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Diện tích mặt cong 
 Mặt S cho bởi phương trình = ( , ), D là hình chiếu của S xuống Oxy. 
 Chia miền D thành n miền con D1, D2, ..., Dn. Khi đó tương ứng, S được 
 chia thành các mặt con S1, S2, ..., Sn . 
 Diện tích tương ứng: ∆푆1, ∆푆2, ⋯ , ∆푆푛 . 
 Lấy điểm tùy ỳ Pi( x i , y i ,0) D i .
 Tương ứng với điểm M i(,,). x i y i z i S i
 Gọi Ti là mặt tiếp diện với Si tại Mi . 
 Và Ti là mảnh có hình chiếu xuống Oxy là Di 
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 70 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Diện tích mặt cong 
 Với Di nhỏ, ta coi diện tích của Ti là diện tích gần đúng của mảnh Si : 
 nn
 SSST  ii ()
 ii 11
 Gọi  i là góc giữa hai mảnh Di và Ti : SDST(i )  ( i ) cos i
 Ta có  i là góc giữa pháp tuyến tại Mi với mặt S và trục Oz. 
 Véctơ pháp của S tại Mi : n Mi z x( x i , y i ), z y ( x i , y i ),1 
 1
 cos i 
 2
 2 
 zx( x i , y i ) z y ( x i , y i ) 1
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 71 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
 nn 2
 2 
 S  ST()i  zxy x (,) i i zxy y (,)1() i i  SD i
 ii 11
 n 2 2
 S lim  z x z y 1  S ( D i )
 n i 1
Diện tích mặt cong có phương trình = ( , ), có hình chiếu xuống mặt 
phẳng Oxy là Dxy được tính bởi công thức: 
 2
 S 1 z 2 z dxdy
 xy 
 Dxy
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 72 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
Tính diện tích phần mặt paraboloid z 1 x 22 y nằm trong hình trụ: 
 xy22 1
 Hình chiếu của S xuống Oxy: 
 D:1 x22 y
 Phương trình mặt S: z 1 x22 y
 z xy 2 x ; z 2 y
 Diện tích phần mặt paraboloid: 
 2 2
 S 1 z xy z dxdy
 D
 21 
 22 2 (5 5 1) 
S 1 4 x 4 y dxdy d 14 r  r  dr 
 xy22 1 00 6
 23-Feb-21 TS. Nguyễn Văn Quang 73 
 Đại học Công nghệ - ĐHQGHN 
23-Feb-21 74 
23-Feb-21 75 
23-Feb-21 76 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_giai_tich_ii_chuong_3_tich_phan_boi_hai_nguyen_van.pdf