61
 Chương 2 TÍCH PHÂN BI ĐH Tôn Đc Thng Khoa Toán – Thng kê Toán A3 - MS: C01003 Chương 2: Tích phân bi  T oán A3 - MS: C01003 1 / 60

A3 Chuong 2 TichPhanBoi

Embed Size (px)

DESCRIPTION

A3 Chuong 2 TichPhanBoi

Citation preview

Page 1: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 2: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 3: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 4: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 5: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 6: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 7: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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  ≤  

g (x , y )dx d y 

Huỳnh Văn Kha   (Ngày 20/07/2012)   Chương 2: Tích phân bi   Toán A3 - MS: C01003 6 / 60

Page 8: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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 

f  (x , y )d y 

Sau đó ly tích phân A(x ) t a  ti b  ta đưc:

   b 

a

A(x )dx   =    b 

  d 

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

Page 9: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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 

   b 

a

f  (x , y )dx 

d y  ≡ 

  d 

   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

Page 10: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

=    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

Page 11: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 12: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 13: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 14: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi

http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 14/61

Mt s tính cht1. 

[f  (x , y ) + g (x , y )] dx d y 

=  D 

f  (x , y )dx d y  +  D 

g (x , y )dx d y 

2. 

cf  (x , y )dx d y  = c  

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

Page 15: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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  = 

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

Page 16: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 17: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 18: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 19: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 20: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 21: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 22: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 23: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 24: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 25: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 26: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 27: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi

http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 27/61

V   =

(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

Page 28: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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. 

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

e x /y d y dx 

Huỳnh Văn Kha   (Ngày 20/07/2012)   Chương 2: Tích phân bi   Toán A3 - MS: C01003 27 / 60

Page 29: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 30: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 31: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 32: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 33: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 34: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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  

Page 35: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi

http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 35/61

Tính tích phân ba lp

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 3

4

3

0

= 27

4

Huỳnh Văn Kha   (Ngày 20/07/2012)   Chương 2: Tích phân bi   Toán A3 - MS: C01003 34 / 60

Page 36: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 37: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 38: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 39: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 40: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 41: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 42: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 43: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 44: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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 = 

x ρ(x , y , z )dx d y dz , M xz = 

 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

Page 45: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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)

Page 46: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 47: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi

http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 47/61

Tính I   =

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

Page 48: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 49: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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}

Page 50: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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 

Page 51: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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  =

 c 

β 

 α

 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: 

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

Page 52: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 53: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 54: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 55: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 56: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 57: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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: 

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

Page 58: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 59: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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)

Page 60: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

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

Page 61: A3 Chuong 2 TichPhanBoi

7/18/2019 A3 Chuong 2 TichPhanBoi

http://slidepdf.com/reader/full/a3-chuong-2-tichphanboi 61/61

1. Tính

(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).