Upload
xemanon-ero
View
33
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
A3 Chuong 2 TichPhanBoi
Citation preview
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 1/61
Chương 2
TÍCH PHÂN BI
ĐH Tôn Đc ThngKhoa Toán – Thng kê
Toán A3 - MS: C01003
Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 1 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 2/61
Ni dung1 Tích phân hai lpTích phân trên hình ch nht
Tích phân trên min tng quátĐi bin sang ta đ cc
Mt s ng dng ca tích phân hai lp2 Tích phân ba lp
Tích phân trên hình hp ch nhtTích phân trên khi b chnMt s ng dngTích phân ba lp trong ta đ trTích phân ba lp trong ta đ cu
3
Công thc đi bin tng quátHuỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 1 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 3/61
Bài toán tìm th tíchCho hàm s f xác đnh trên: R = [a, b ] × [c , d ] =
(x , y ) ∈ R2 : a ≤ x ≤ b , c ≤ y ≤ d
Gi s f (x , y ) ≥ 0, ∀(x , y ) ∈ R . Ta cn tính th
tích V ca khi S :S =
(x , y , z ) ∈ R3 : 0 ≤ z ≤ f (x , y ), (x , y ) ∈ R
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 2 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 4/61
Phân hochGi s P 1 = {x 0, x 1, . . . , x n; x ∗1 , . . . x ∗n}, vàP 2 = { y 0, y 1, . . . , y m; y ∗
1, . . . y ∗m} là các phân hoch ca
[a, b ] và [c , d ]. Thì P = P 1 × P 2 gi là mt phân hochca R = [a, b ]
×[c , d ]
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 3 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 5/61
Tng RiemannTng Riemann ca hàm s f ng vi phân hoch P nhưtrên đưc đnh nghĩa là:
S (f , P ) =m
i =1
n
j =1
f (x ∗ij , y ∗ij )∆x i ∆ y j
Vi ∆x i = x i − x i −1 và ∆ y j = y j − y j −1
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 4 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 6/61
Đnh nghĩa tích phân hai lpGi P (R ) là tp các phân hoch ca R = [a, b ] × [c , d ].Vi P ∈ P , đt:|P | = max{(x i − x i −1)( y j − y j −1) : 1 ≤ i ≤ n, 1 ≤ j ≤ m}
Đnh nghĩaHàm f gi là kh tích Riemann trên R nu có α ∈ R sao cho vi mi ε > 0, tn ti δ > 0 tha:
|S (f , P ) − α| ≤ ε, ∀P ∈ P (R ), |P | < δ Khi đó ta gi α là tích phân ca f trên R và ký hiu:
R f (x , y )dx d y = α
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 7/61
Mt s tính chtTích phân hai lp có các tính cht sau:
1. R
[f (x , y ) + g (x , y )] dx d y
= R
f (x , y )dx d y + R
g (x , y )dx d y
2. R
cf (x , y )dx d y = c R
f (x , y )dx d y
3. Nu f (x , y ) ≤ g (x , y ) vi mi (x , y ) ∈ R thì:
R
f (x , y )dx d y ≤
R
g (x , y )dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 6 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 8/61
Tích phân lpCho f là hàm xác đnh trên R = [a, b ] × [c , d ]C đnh x ∈ [a, b ], ly tích phân theo y , ta đưc:
A(x ) = d
c
f (x , y )d y
Sau đó ly tích phân A(x ) t a ti b ta đưc:
b
a
A(x )dx = b
a
d
c
f (x , y )d y dx
≡ b a
d c
f (x , y )d y dx
Tích phân trên gi là mt tích phân lp Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 7 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 9/61
Tương t, ly tích phân theo x trưc, ri sau đó lytích phân theo y ta cũng đưc mt tích phân lp:
d
c
b
a
f (x , y )dx
d y ≡
d
c
b
a
f (x , y )dx d y
Ví d: 3
0
2
1
x 2 y d y dx =
3
0
x 2 y 2
2
y =2
y =1
dx
= 30
3
2x
2d
x =
1
2x
33
0 =
27
2
2
1 3
0
x 2 y dx d y = 2
1
y
x 3
3 x =3
x =0
d y =
2
1
9 y d y = 27
2
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 8 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 10/61
Đnh lý Fubini
Đnh lýNu f liên tc trên hình ch nht R = [a, b ] × [c , d ] thì:
R
f (x , y )d
x d
y = b a d c f (x , y )
d
y d
x
= d
c b
a
f (x , y )dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 9 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 11/61
Ví d
1. Tính tích phân hai lp R x
−3 y 2 dx d y vi
R = {(x , y ) : 0 ≤ x ≤ 2, 1 ≤ y ≤ 2}2. Tính tích phân hai lp
R 2x sin2 y dx d y vi
R = [1, 2] × [0, π]Chú ý:
Nu R = [a, b ]×
[c , d ] thì: R
g (x )h( y )dx d y =
b a
g (x )dx
d c
h( y )d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 10 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 12/61
Tích phân hai lp - min tng quátCho D là min b chn bt kỳ, đưc gii hn trong hìnhch nht R
Ta đnh nghĩa hàm s mi xác đnh trên R như sau
F (x , y ) = f (x , y ), (x , y ) ∈ D
0, (x , y ) ∈ R \ D Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 11 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 13/61
Đnh nghĩaNu F kh tích trên R ta nói f kh tích trên D và đnh
nghĩa: D
f (x , y )dx d y = R
F (x , y )dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 12 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 14/61
Mt s tính cht1.
D
[f (x , y ) + g (x , y )] dx d y
= D
f (x , y )dx d y + D
g (x , y )dx d y
2.
D
cf (x , y )dx d y = c
D
f (x , y )dx d y
3. Nu f (x , y ) ≤ g (x , y ) vi mi (x , y ) ∈ D , thì:
D
f (x , y )dx d y ≤ D
g (x , y )dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 13 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 15/61
4. Nu D = D 1 ∪ D 2, và D 1, D 2 không che ph nhau(ngoi tr biên). Thì:
D
f (x , y )dx d y =
D 1f (x , y )dx d y +
D 2
f (x , y )dx d y
5. Din tích min D là:
S =
D
dx d y
6. Th tích ca khi tr có đáy là min D và gii hntrên bi mt z = f (x , y ) ≥ 0 là:
V = D
f (x , y )dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 14 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 16/61
Min đơn gin theo Oy (loi I)Min phng D đưc nói là đơn gin theo Oy (loi I) nunó nm gia đ th ca hai hàm liên tc , tc là:
D = {
(x , y ) : a ≤
x ≤
b , g 1(x ) ≤
y ≤
g 2(x )}
Vi g 1, g 2 là các hàm liên tc trên [a, b ]
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 15 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 17/61
Nu f liên tc trên min:D = {(x , y ) : a ≤ x ≤ b , g 1(x ) ≤ y ≤ g 2(x )}
Thì D
f (x , y )dx d y = b a
g 2(x )g 1(x )
f (x , y )d y dx
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 16 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 18/61
Ví d
Tính I = D
(x + 2 y )dx d y vi D là min gii hn bi
các đưng y = 2x 2 và y = 1 + x 2
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 17 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 19/61
Min đơn gin theo Ox (loi II)
Min phng D gi là đơn gin theo Ox (loi II) nu:D = {(x , y ) : c ≤ y ≤ d , h1( y ) ≤ x ≤ h2( y )}Vi h1( y ) và h2( y ) là các hàm liên tc
Nu f liên tc thì:
D
f (x , y )dx d y = d
c
h2(y )
h1(y )
f (x , y )dx d y Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 18 / 60
Ví d
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 20/61
Ví d
1. Tính
D
xy dx d y , vi D là min gii hn bi cácđưng y = x
−1 và y 2 = 2x + 6
2. Tính th tích khi nm bên dưi mt parabol trònxoay z = x 2 + y 2 và trên min D , vi D là mintrong mt phng Oxy gii hn bi các đưng
y = 2x và y = x
2
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 19 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 21/61
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 20 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 22/61
Ta đ cc
r =
x 2 + y 2
x = r cos θ, y = r sin θ
Hình ch nht trong ta đ cc là tp có dng:R = {(x , y ) :
a ≤ r ≤ b , α ≤ θ ≤ β }Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 21 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 23/61
Din tích ca R ij :
∆Ai = 12r 2i ∆θ − 1
2r 2i −1∆θ = 1
2
r 2i − r 2i −1
∆θ
= 1
2(r i + r i −1)(r i − r i −1)∆θ = r ∗i ∆r ∆θ
Vi r ∗i = (r i −1 + r i )/2
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 22 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 24/61
Đi bin sang ta đ cc (1)mi =1
n j =1
f (r ∗i cos θ j , r ∗i sin θ j )∆Ai =mi =1
n j =1
f (r ∗i cos θ j , r ∗i sin θ j )r ∗i ∆r ∆θ
Nu f liên tc trên min:
R : 0 ≤ a ≤ r ≤ b , α ≤ θ ≤ β Trong đó 0 ≤ β − α ≤ 2π.Thì ta có:
Đi bin sang ta đ cc (1)
R f (x , y )dx d y = β
α b
a
f (r cos θ, r sin θ)r dr dθ
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 23 / 60
Ví d
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 25/61
Ví d
1. Tính R (3x + 4 y 2)dx d y , vi R là min trong na
mt phng trên, gii hn bi các đưng x 2 + y 2 = 1và x 2 + y 2 = 4
2. Tính th tích ca khi gii hn bi mt phng
z = 0 và parabol tròn xoay z = 1 − x 2
− y 2
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 24 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 26/61
Đi bin sang ta đ cc (2)
Nu f liên tc trên min có dng:D =
(x , y ) : α ≤ θ ≤ β, h1(θ) ≤ r ≤ h2(θ)
Thì:
D
f (x , y )dx d y =
β
α
h2(θ)
h1(θ)
f (r cos θ, r sin θ)r dr dθ
Ví dTìm th tích vt th nm bên dưi parabol tròn xoayz = x 2 + y 2, bên trên mt phng Oxy và bên trong mt
tr x
2
+ y
2
= 2xHuỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 25 / 60
2 2
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 27/61
V =
D
(x 2 + y 2)dx d y
D = {(x , y ) : −π/2 ≤ θ ≤ π/2, 0 ≤ r ≤ 2 cos θ}
V = D
(x 2 + y 2)dx d y = π/2
−π/2
2 cos θ
0
r 2r dr dθ = 3π
2Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 26 / 60
Bài Tí h á í h hâ
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 28/61
Bài tp: Tính các tích phân sau.
1. D
(x + y )dx d y , D gh bi: y = √
x , y = x 2.
2.
D
xy dx d y , D gh bi trc Oy , x + y = 1 và
x − 2 y = 4
3.
D y 3dx d y , D là tam giác vi các đnh:
(0, 2), (1, 1), (3, 2).
4. D 4 −
x 2−
y 2dx d y , D : x 2 + y 2≤
4, y ≥
x
5.
1
0
1
x
e x /y d y dx
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 27 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 29/61
Mt s ng dng
Xét vt th phng D có hàm mt đ ρ(x , y ), nghĩa là:ρ(x , y ) = lim
∆m∆A
Trong đó, ∆m, ∆A là khi lưng và din tích ca hình
ch nht nh cha (x , y ) và gii hn đưc ly khi kíchthưc hình ch nht tin v 0
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 28 / 60
k l
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 30/61
Có th xp x: m ≈k
i =1
l j =1
ρ(x ∗ij , y ∗ij )∆A
Khi lưng vt phng: m =
D
ρ(x , y )dx d y
Tâm khi lưng ca vt phng D có hàm mt đ ρ(x , y )là đim (x m, y m) đưc tính như sau:
x m = 1m
D x ρ(x , y )dx d y , y m = 1m
D y ρ(x , y )dx d y
Trong đó m là khi lưng ca D
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 29 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 31/61
Moment quay ca vt th gm hu hn cht đim mi
cách trc quay khong r i là: I = i
mi r 2i
Moment quay ca vt phng D có mt đ ρ(x , y ) là:
I =
D ρ(x , y )[r (x , y )]2d
x d
y
Trong đó r (x , y ) là khong cách t trc quay đn đim(x , y ) trên vt phng D .
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 30 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 32/61
Tích phân trên hình hp ch nht
Xét hàm f xác đnh trên hình hp ch nht:B = {(x , y , z ) : a ≤ x ≤ b , c ≤ y ≤ d , r ≤ z ≤ s }Nu P x , P y , P z là các phân hoch ca ca [a, b ],[c , d ], [r , s ]. Thì P = P x
×P y
×P z gi là mt phân
hoch ca B
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 31 / 60
S(f P)l m n
f ( ∗ ∗ ∗ )∆V
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 33/61
S (f , P ) =i =1
j =1
k =1
f (x ∗ijk , y ∗ijk , z ∗ijk )∆V ijk
gi là tng Riemann ca f ng vi P Ký hiu P (B ) là tp các phân hoch ca B và:|P | = max{∆V ijk }. Ta có đnh nghĩa.
Đnh nghĩaHàm f gi là kh tích Riemann trên B nu có α ∈ R sao cho vi mi ε > 0, tn ti δ > 0 tha:
|S (f , P )
−α
| ≤ ε,
∀P ∈ P
(B ),
|P
| < δ
Khi đó ta gi α là tích phân ca f trên B và ký hiu:
B f (x , y , z )dx d y dz = α
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 32 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 34/61
Đnh lý Fubini
Đnh lýNu f liên tc trên hình hp ch nht B = [a, b ] × [c , d ] × [r , s ], thì:
B f (x , y , z )dx d y dz =
s r
d c
b a
f (x , y , z )dx d y dz
1. Tích phân v phi gi là tích phân lp
2. Có 6 th t ly tích phân trong tích phân lp vphi, và tt c các cách ly th t đó đu cho kt qunhư nhau. Ví d, mt cách khác là:
B f (x , y , z)
d
xd
yd
z = b a s r d c f (x , y , z)
d
yd
zd
xHuỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 33 / 60
Ví d
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 35/61
Tính tích phân ba lp
B
xyz 2dx d y dz , vi B là:
B = {(x , y , z ) : 0 ≤ x ≤ 1, −1 ≤ y ≤ 2, 0 ≤ z ≤ 3} B
xyz 2dx d y dz =
3
0
2
−1
1
0
xyz 2dx d y dz
=
3
0
2
−1
yz 2 x 22
x =1
x =0
d y dz =
3
0
2
−1
yz 22 d y dz
= 30 z
2 y 2
4y =2
y =−1
d
z = 30
3z 2
4 d
z
= z 3
4
3
0
= 27
4
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 34 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 36/61
Tích phân trên khi b chn
Nu E là khi b chn bt kỳ, ta bao E bi hình hp chnht B . Tip theo, ta đnh nghĩa hàm F bng vi f trênE và bng 0 ti nhng đim trong B nhưng ngoài E .
Nu F kh tích trên B thì ta nói f kh tích trên E
và đnh nghĩa:
E f (x , y , z )dx d y dz =
B F (x , y , z )dx d y dz
Nói chung, nu f liên tc trên E và biên ca E "đtrơn" thì tích phân nói trên là tn ti.Tích phân ba lp cũng có các tính cht ging như
ca tích phân hai lpHuỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 35 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 37/61
Khi đơn gin theo Oz (loi I)
Khi E gi là đơn gintheo Oz (loi I) nu có u 1và u 2 liên tc sao cho:
E = {(x , y , z ) : (x , y ) ∈ D , u 1(x , y ) ≤ z ≤ u 2(x , y )}Nu f liên tc và E như trên thì:
E
f (x , y , z )dx d y dz = D
u 2(x ,y )
u 1 x
f (x , y , z )dz
dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 36 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 38/61
E = {(x , y , z ) : a ≤ x ≤ b , g 1(x ) ≤ y ≤ g 2(x ),u 1(x , y ) ≤ z ≤ u 2(x , y )}
E
f (x , y , z )dx d y dz =b a
g 2(x )
g 1(x )
u 2(x ,y )
u 1(x ,y )
f (x , y , z )dz d y dx
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 37 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 39/61
E = {(x , y , z ) : c ≤ y ≤ d , h1( y ) ≤ x ≤ h2( y ),u 1(x , y ) ≤ z ≤ u 2(x , y )}
E
f (x , y , z )dx d y dz =
d c
h2(y ) h1(y )
u 2(x ,y ) u 1(x ,y )
f (x , y , z )dz dx d y
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 38 / 60
Ví d
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 40/61
Ví d
Tính E
z dx d y dz , vi E là khi t din gii hn bi
bn mt phng x = 0, y = 0, z = 0 và x + y + z = 1
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 39 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 41/61
Khi đơn gin theo Ox (loi II)
E =
(x , y , z ) : ( y , z ) ∈ D , u 1( y , z ) ≤ x ≤ u 2( y , z )
E
f (x , y , z )dx d y dz = D
u 2(y ,z )
u 1(y ,z )
f (x , y , z )dx
d y dz
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 40 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 42/61
Khi đơn gin theo Oy (loi III)
E =
(x , y , z ) : (x , z ) ∈ D , u 1
(x , z ) ≤ y ≤ u 2
(x , z )
E f (x , y , z )dx d y dz = D
u 2(x ,z )
u 1(x ,z )
f (x , y , z )d y
dx dz
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 41 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 43/61
Ví d
Tính E x 2 + z 2dx d y dz , vi E là khi b chn bi
parabol tròn xoay y = x 2 + z 2 và mt phng y = 4
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 42 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 44/61
Mt s ng dng
Th tích ca khi E là:V (E ) =
E dx d y dz
Vt th E có hàm mt đ là ρ(x , y , z ) thì khi lưng là:
m =
E ρ(x , y , z )dx d y dz
M yz =
E
x ρ(x , y , z )dx d y dz , M xz =
E
y ρ(x , y , z )dx d y dz
M xy =
E z ρ(x , y , z )dx d y dz
Tâm khi lưng ca E là đim (x , ¯ y , z ), vi:
x =
M yz
m , y =
M xz
m , z =
M xy
mHuỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 43 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 45/61
Tích phân ba lp trong ta đ tr
x = r cos θ y = r sin θz = z
r 2 = x 2 + y 2 tan θ = y x z = z
Xét khi:E =
(x , y , z ) : (x , y ) ∈ D , u 1(x , y ) ≤ z ≤ u 2(x , y )
Vi:D = (r , θ) : α ≤ θ ≤ β, h1(θ) ≤ r ≤ h2(θ)
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 46/61
E f (x , y , z )dx d y dz = D
u 2(x ,y )
u 1(x ,y )
f (x , y , z )dz
dx d y
=
β α
h2(θ)
h1(θ)
u 2(r cos θ,r sin θ)
u 1(r cos θ,r sin θ)
f (r cos θ, r sin θ, z )r dz dr dθ
Ví dTính I =
x2 + y2dxdydz Trong đó E là khi
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 47/61
Tính I =
E
x + y dx d y dz . Trong đó E là khi
nm bên trong mt tr x 2 + y 2 = 1, bên dưi mt z = 4
và bên trên parabol tròn xoay z = 1 − x 2
− y 2
E = (r , θ, z ) : 0 ≤
θ ≤
2π,
0 ≤ r ≤ 1, 1 − r 2 ≤ z ≤ 4
I = 12π
5
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 48/61
Tích phân ba lp trong ta đ cu
x = ρ sin φ cos θ
y = ρ sin φ sin θ
z = ρ cos φ
ρ2 = x 2 + y 2 + z 2
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 49/61
Hình ch nht trong ta đ cu E {( θ φ) ≤ ≤ b ≤ θ ≤ β ≤ φ ≤ d}
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 50/61
E = {(ρ,θ,φ) : a ≤ ρ ≤ b , α ≤ θ ≤ β, c ≤ φ ≤ d }
Th tích ca E ijk :
∆V ijk ≈ ρ2
i sin φk ∆ρ∆θ∆φ
Tng Riemann:i , j ,k
f (x ∗ijk , y ∗ijk , z ∗ijk )∆V ijk
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 51/61
Đi bin trong ta đ cu
E f (x , y , z )dx d y dz =
d
c
β
α
b
a
f (ρ sin φ cos θ, ρ sin φ sin θ, ρ cos φ)ρ2 sin φdρdθdφ
Vi min tng quát hơn, chng hn:
E =
(ρ,θ,φ) : α ≤ θ ≤ β, c ≤ φ ≤ d , g 1(θ, φ) ≤ ρ ≤ g 2(θ, φ)
Thì:
E
f (x , y , z )dx d y dz
= d
c β
α g 2(θ,φ)
g 1(θ,φ)
f (ρ sin φ cos θ, ρ sin φ sin θ, ρ cos φ)ρ2 sin φdρdθdφ
Ví dTính th tích ca khi nm trên mt nón z
x2 + y2
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 52/61
Tính th tích ca khi nm trên mt nón z =
x 2 + y 2
và dưi mt cu x 2 + y 2 + z 2 = z
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 51 / 60
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 53/61
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 52 / 60
Bài tp: Tính các tích phân 3 lp sau
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 54/61
Bài tp: Tính các tích phân 3 lp sau
1. E
(x + y ) dx d y dz , vi E là phn ca khi tr
x 2 + y 2 ≤ 1 nm gia 2 mt z = 3 và z = x .
2. E
z dx d y dz , vi E là khi: 0 ≤ z ≤ x 2 + y 2,
(x , y ) ∈ D , vi D là min trong Oxy gii hn bi y = x 2 + 2x và trc Ox
3. E x 2 + y 2dx d y dz , vi E là khi
1 ≤ x 2 + y 2 + z 2 ≤ 2, z ≥ 0, x ≥ 0.
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 53 / 60
Cô h đi bi á
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 55/61
Công thc đi bin tng quátXét phép bin đi T t mt phng uv ti mt phng xy :
T (u , v ) = (x , y )Trong đó x = g (u , v ), y = h(u , v ), mà thnh thong tavn vit x = x (u , v ), y = y (u , v )
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 54 / 60
Đ h th J bi
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 56/61
Đnh thc Jacobi
Đnh nghĩaĐnh thc Jacobi ca phép bin đi T cho bi x = x (u , v ), y = y (u , v ) đưc đnh nghĩa là:
∂ (x , y )∂ (u , v )
=
∂ x ∂ u
∂ x ∂ v
∂ y
∂ u
∂ y
∂ v
= ∂ x ∂ u
∂ y ∂ v
− ∂ x ∂ v
∂ y ∂ u
Phép bin đi T gi là thuc lp C 1 nu x và y đu cócác đo hàm riêng cp 1 liên tc
Đi bi h tí h hâ bi
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 57/61
Đi bin cho tích phân bi
Đnh lýCông thc đi bin cho tích phân bi Cho T là phép bin đi đi t S trong mt phng uv ti R trong mt
phng xy, trong đó R và S là các min loi I hoc II. Gi s T thuc lp C 1 và đnh thc Jacobi ca nó khác 0 ti mi (u , v ). Gi s T là song ánh (có th ngoi tr biên)và f là liên tc trên R . Khi đó:
R
f (x , y )dA =
S
f (x (u , v ), y (u , v ))
∂ (x , y )∂ (u , v )
du dv
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 56 / 60
Xét x = r cos θ và y = r sin θ, thì:
∂( ) θ i θ
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 58/61
∂ (x , y )∂ (u , v )
= cos θ −r sin θsin θ r cos θ = r > 0
Và ta có công thc đi bin trong ta đ cc
R f (x , y )
d
x d
y =
S f (r cos θ, r sin θ)r d
r d
θ
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 57 / 60
Đi bin cho tích phân ba lp
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 59/61
Đi bin cho tích phân ba lpT đi t không gian uvw ti không gian xyz :x = g (u , v , w ), y = h(u , v , w ), z = k (u , v , w )
Đnh thc Jacobi là đnh thc cp 3:
∂ (x , y , z )∂ (u , v , w )
=
∂ x
∂ u
∂ x
∂ v
∂ x
∂ w ∂ y ∂ u
∂ y ∂ v
∂ y ∂ w
∂ z
∂ u
∂ z
∂ v
∂ z
∂ w
Vi gi thit tương t đnh lý trên, ta có: R
f (x , y , z )dV =
f x u, v , w , y u, v , w , z u, v , w
∂(x , y , z)dudvdw
Xét x = ρ sin φ cos φ, y = ρ sin φ sin θ, z = ρ cos φ, thì:∂(x y z)
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 60/61
∂ (x , y , z )∂ (ρ,θ,φ)
= −ρ2 sin φ
Vì 0 ≤ φ ≤ π nên sin φ ≥ 0. Do đó:
∂ (x , y , z )∂ (ρ,θ,φ) = ρ2 sin φ
Và ta có công thc đi bin cho ta đ cu
R
f (x , y , z )dV = S
f (ρ sin φ cos θ, ρ sin φ sin θ, ρ cos φ)ρ2 sin φdρdθdφ
Huỳnh Văn Kha (Ngày 20/07/2012) Chương 2: Tích phân bi Toán A3 - MS: C01003 59 / 60
Ví d
1 Tính
(x + y)dxdy vi
7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi
http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 61/61
1. Tính
D
(x + y )dx d y , vi
D =
(x , y ) : x 2
16 + y 2
9 = 1, x ≤ 0
2. Tính
D
e x +y x −y dx d y , vi D là hình thang vi các đnh
ln lưt là (1, 0), (2, 0), (0, −2), (0, −1).