Author
hoangliem
View
237
Download
5
Embed Size (px)
MATEMATIKA 2
Gordan Radobolja
PMF
22. rujna 2013.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 1 / 70
Dekompozicija kvadra
Zatvoreni n-dimenzionalni kvadar K je kartezijev produkt od nzatvorenih segmenata:
K = [a1, b1] [a2, b2] [an, bn ] Rn,
[ai , bi ] R, i = 1, . . . , n.
Neka je Di ={x (i )0 , x
(i )1 , . . . , x
(i )n
}jedan rastav segmenta [ai , bi ], tj.
ai = x(i )0 x
(i )1 x
(i )2 x
(i )n1 x
(i )n = bi .
S Di oznacimo skup svih rastava segmenta [ai , bi ].Kartezijev produkt
D = D1 D2 Dn, gdje je Di Di ,
zove se rastav (dekompozicija) kvadra K . Skup svih rastava kvadraK oznacit cemo s D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 2 / 70
Dekompozicija kvadra
Zatvoreni n-dimenzionalni kvadar K je kartezijev produkt od nzatvorenih segmenata:
K = [a1, b1] [a2, b2] [an, bn ] Rn,
[ai , bi ] R, i = 1, . . . , n.Neka je Di =
{x (i )0 , x
(i )1 , . . . , x
(i )n
}jedan rastav segmenta [ai , bi ], tj.
ai = x(i )0 x
(i )1 x
(i )2 x
(i )n1 x
(i )n = bi .
S Di oznacimo skup svih rastava segmenta [ai , bi ].
Kartezijev produkt
D = D1 D2 Dn, gdje je Di Di ,
zove se rastav (dekompozicija) kvadra K . Skup svih rastava kvadraK oznacit cemo s D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 2 / 70
Dekompozicija kvadra
Zatvoreni n-dimenzionalni kvadar K je kartezijev produkt od nzatvorenih segmenata:
K = [a1, b1] [a2, b2] [an, bn ] Rn,
[ai , bi ] R, i = 1, . . . , n.Neka je Di =
{x (i )0 , x
(i )1 , . . . , x
(i )n
}jedan rastav segmenta [ai , bi ], tj.
ai = x(i )0 x
(i )1 x
(i )2 x
(i )n1 x
(i )n = bi .
S Di oznacimo skup svih rastava segmenta [ai , bi ].Kartezijev produkt
D = D1 D2 Dn, gdje je Di Di ,
zove se rastav (dekompozicija) kvadra K . Skup svih rastava kvadraK oznacit cemo s D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 2 / 70
Integralne sume
DefinicijaNeka je f : K R omeena funkcija, tj. postoje m,M R takvi da je
m f (x1, x2, . . . , xn) M, (x1, x2, . . . , xn) K .
Svakom rastavu D D kvadra K mozemo pridruziti gornju integralnusumu
g (f ,D) =
=k1
i1=1
k2
i2=1
kn
in=1
Mi1,i2,...,in(x (1)i1 x
(1)i11
) (x (2)i2 x
(2)i21
) (x (n)in x
(n)in1
),
gdje je
Mi1,i2,...,in = sup{f (x1, x2, . . . , xn) : xk
[x (k )ik1, x
(k )ik
]},
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 3 / 70
Integralne sume
DefinicijaNeka je f : K R omeena funkcija, tj. postoje m,M R takvi da je
m f (x1, x2, . . . , xn) M, (x1, x2, . . . , xn) K .
Svakom rastavu D D kvadra K mozemo pridruziti gornju integralnusumu
g (f ,D) =
=k1
i1=1
k2
i2=1
kn
in=1
Mi1,i2,...,in(x (1)i1 x
(1)i11
) (x (2)i2 x
(2)i21
) (x (n)in x
(n)in1
),
gdje je
Mi1,i2,...,in = sup{f (x1, x2, . . . , xn) : xk
[x (k )ik1, x
(k )ik
]},
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 3 / 70
Integralne sume
DefinicijaAnalogno definiramo donju integralnu sumu
d (f ,D) =
=k1
i1=1
k2
i2=1
kn
in=1
mi1,i2,...,in(x (1)i1 x
(1)i11
) (x (2)i2 x
(2)i21
) (x (n)in x
(n)in1
),
gdje je
mi1,i2,...,in = inf{f (x1, x2, . . . , xn) : xk
[x (k )ik1, x
(k )ik
]},
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 4 / 70
Viestruki integral
DefinicijaAko je
inf {g (f ,D) : D D} = sup {d (f ,D) : D D} = I ,
onda se broj I naziva odreeni (viestruki, n-terostruki) integralfunkcije f na kvadru K.
Tada kazemo da je f integrabilna na K i piemo
I =K
f (x1, x2, . . . , xn)dx1 dx2 dxn =
=
K
f (x1, x2, . . . , xn)dx1 dx2 dxn
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 5 / 70
Viestruki integral
DefinicijaAko je
inf {g (f ,D) : D D} = sup {d (f ,D) : D D} = I ,
onda se broj I naziva odreeni (viestruki, n-terostruki) integralfunkcije f na kvadru K.Tada kazemo da je f integrabilna na K i piemo
I =K
f (x1, x2, . . . , xn)dx1 dx2 dxn =
=
K
f (x1, x2, . . . , xn)dx1 dx2 dxn
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 5 / 70
Viestruki integral
Primjer
Izracunajmo dvostruki integral funkcije f : [0, 4] [0, 3] R definiranu s
f (x , y) = 3 x4 y3.
Primjetimo da se radi o dijelu ravnine z = 3 14x 13y koji se nalazi iznad
kvadra (pravokutnika)K = [0, 4] [0, 3] .
Vrhovi tog prostornog pravokutnika su tocke (0, 0, 3) , (4, 0, 1) , (0, 3, 2) i(4, 3, 0) .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 6 / 70
Viestruki integral
Primjer
Izracunajmo dvostruki integral funkcije f : [0, 4] [0, 3] R definiranu s
f (x , y) = 3 x4 y3.
Primjetimo da se radi o dijelu ravnine z = 3 14x 13y koji se nalazi iznad
kvadra (pravokutnika)K = [0, 4] [0, 3] .
Vrhovi tog prostornog pravokutnika su tocke (0, 0, 3) , (4, 0, 1) , (0, 3, 2) i(4, 3, 0) .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 6 / 70
Viestruki integral
Primjer
Izracunajmo dvostruki integral funkcije f : [0, 4] [0, 3] R definiranu s
f (x , y) = 3 x4 y3.
Primjetimo da se radi o dijelu ravnine z = 3 14x 13y koji se nalazi iznad
kvadra (pravokutnika)K = [0, 4] [0, 3] .
Vrhovi tog prostornog pravokutnika su tocke (0, 0, 3) , (4, 0, 1) , (0, 3, 2) i(4, 3, 0) .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 6 / 70
Viestruki integral
PrimjerNa slici se vidi jedan rastav kvadra (pravokutnika) na 48 dijelova:
segment [0, 4] je rastavljen na osam, a segment [0, 3] na est dijelova.Na svakom dijelu [xi1, xi ] [yj1, yj ] funkcija ocito postize maksimum uprednjem lijevom, a minimum u straznjem desnom uglu:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 7 / 70
Viestruki integral
PrimjerNa slici se vidi jedan rastav kvadra (pravokutnika) na 48 dijelova:
segment [0, 4] je rastavljen na osam, a segment [0, 3] na est dijelova.
Na svakom dijelu [xi1, xi ] [yj1, yj ] funkcija ocito postize maksimum uprednjem lijevom, a minimum u straznjem desnom uglu:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 7 / 70
Viestruki integral
PrimjerNa slici se vidi jedan rastav kvadra (pravokutnika) na 48 dijelova:
segment [0, 4] je rastavljen na osam, a segment [0, 3] na est dijelova.Na svakom dijelu [xi1, xi ] [yj1, yj ] funkcija ocito postize maksimum uprednjem lijevom, a minimum u straznjem desnom uglu:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 7 / 70
Viestruki integral
Primjer
Mi ,j = max(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi1, yj1) = 3xi14 yj1
3,
mi ,j = min(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi , yj ) = 3xi4 yj3.
Uz oznake xi = xi xi1 i yi = yi yi1, donja suma je jednaka
d (f ,D) = i
jf (xi , yi )xiyj =
ij
(3 xi
4 yj3
)xiyj =
= 3i
j
xiyj 14 j
yj ixixi
13 i
xi jyjyj =
= 3 12 34 i
xixi 43 j
yjyj .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 8 / 70
Viestruki integral
Primjer
Mi ,j = max(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi1, yj1) = 3xi14 yj1
3,
mi ,j = min(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi , yj ) = 3xi4 yj3.
Uz oznake xi = xi xi1 i yi = yi yi1, donja suma je jednaka
d (f ,D) = i
jf (xi , yi )xiyj =
ij
(3 xi
4 yj3
)xiyj =
= 3i
j
xiyj 14 j
yj ixixi
13 i
xi jyjyj =
= 3 12 34 i
xixi 43 j
yjyj .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 8 / 70
Viestruki integral
Primjer
Mi ,j = max(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi1, yj1) = 3xi14 yj1
3,
mi ,j = min(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi , yj ) = 3xi4 yj3.
Uz oznake xi = xi xi1 i yi = yi yi1, donja suma je jednaka
d (f ,D) = i
jf (xi , yi )xiyj =
ij
(3 xi
4 yj3
)xiyj =
= 3i
j
xiyj 14 j
yj ixixi
13 i
xi jyjyj =
= 3 12 34 i
xixi 43 j
yjyj .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 8 / 70
Viestruki integral
Primjer
Mi ,j = max(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi1, yj1) = 3xi14 yj1
3,
mi ,j = min(x ,y )[xi1,xi ][yj1,yj ]
f (x , y) = f (xi , yj ) = 3xi4 yj3.
Uz oznake xi = xi xi1 i yi = yi yi1, donja suma je jednaka
d (f ,D) = i
jf (xi , yi )xiyj =
ij
(3 xi
4 yj3
)xiyj =
= 3i
j
xiyj 14 j
yj ixixi
13 i
xi jyjyj =
= 3 12 34 i
xixi 43 j
yjyj .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 8 / 70
Viestruki integral
PrimjerPrelaskom na limes kada xi 0 i yj 0 i koritenjem definicijeodreenog integrala funkcije jedne varijable imamo
sup d (f ,D) = limxi0yj0
d (f ,D) = 36 34
40
x dx43
30
y dy = 24.
Slicno se pokaze da je
inf g (f ,D) = limxi0yj0
g (f ,D) = 24
pa je f integrabilna na kvadru K i vrijediK
(3 x
4 y3
)dx dy = 24.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 9 / 70
Viestruki integral
PrimjerPrelaskom na limes kada xi 0 i yj 0 i koritenjem definicijeodreenog integrala funkcije jedne varijable imamo
sup d (f ,D) = limxi0yj0
d (f ,D) = 36 34
40
x dx43
30
y dy = 24.
Slicno se pokaze da je
inf g (f ,D) = limxi0yj0
g (f ,D) = 24
pa je f integrabilna na kvadru K i vrijediK
(3 x
4 y3
)dx dy = 24.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 9 / 70
Viestruki integral
PrimjerPrelaskom na limes kada xi 0 i yj 0 i koritenjem definicijeodreenog integrala funkcije jedne varijable imamo
sup d (f ,D) = limxi0yj0
d (f ,D) = 36 34
40
x dx43
30
y dy = 24.
Slicno se pokaze da je
inf g (f ,D) = limxi0yj0
g (f ,D) = 24
pa je f integrabilna na kvadru K i vrijediK
(3 x
4 y3
)dx dy = 24.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 9 / 70
Integral nad neravnim podrucjem integracije
DefinicijaNeka je f : D R, D Rn omeena funkcija i neka je D sadrzano unekom kvadru. Funkciju g : K R definiramo kao proirenje funkcije f :
g (x1, . . . , xn) ={f (x1, . . . , xn) , (x1, . . . , xn) D,
0, (x1, . . . , xn) K \D.
Ako je g integrabilna na K, onda integral funkcije f na D definiramo kaoD
f (x1, . . . , xn)dx1 dxn =K
g (x1, . . . , xn)dx1 dxn .
Skup D je podrucje integracije.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 10 / 70
Integral nad neravnim podrucjem integracije
DefinicijaNeka je f : D R, D Rn omeena funkcija i neka je D sadrzano unekom kvadru. Funkciju g : K R definiramo kao proirenje funkcije f :
g (x1, . . . , xn) ={f (x1, . . . , xn) , (x1, . . . , xn) D,
0, (x1, . . . , xn) K \D.
Ako je g integrabilna na K, onda integral funkcije f na D definiramo kaoD
f (x1, . . . , xn)dx1 dxn =K
g (x1, . . . , xn)dx1 dxn .
Skup D je podrucje integracije.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 10 / 70
Integral nad neravnim podrucjem integracije
DefinicijaNeka je f : D R, D Rn omeena funkcija i neka je D sadrzano unekom kvadru. Funkciju g : K R definiramo kao proirenje funkcije f :
g (x1, . . . , xn) ={f (x1, . . . , xn) , (x1, . . . , xn) D,
0, (x1, . . . , xn) K \D.
Ako je g integrabilna na K, onda integral funkcije f na D definiramo kaoD
f (x1, . . . , xn)dx1 dxn =K
g (x1, . . . , xn)dx1 dxn .
Skup D je podrucje integracije.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 10 / 70
Svojstva viestrukog integrala
Ako su f i g integrabilne na podrucju D vrijedi:
linearnost, odnosnoD
(f + g)dx1 dxn = D
f dx1 dxn +D
g dx1 dxn,
gdje su , R i
integriranje po dijelovima podrucja integracije, odnosnoD
f dx1 dxn =D1
f dx1 dxn +D2
f dx1 dxn,
gdje je D = D1 D2 i D1 D2 = .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 11 / 70
Svojstva viestrukog integrala
Ako su f i g integrabilne na podrucju D vrijedi:
linearnost, odnosnoD
(f + g)dx1 dxn = D
f dx1 dxn +D
g dx1 dxn,
gdje su , R iintegriranje po dijelovima podrucja integracije, odnosno
D
f dx1 dxn =D1
f dx1 dxn +D2
f dx1 dxn,
gdje je D = D1 D2 i D1 D2 = .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 11 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
Dvostruki integral racunamo uzastopnim racunanjem dva jednostrukaintegrala pomocu Newton-Leibnitzove formule:
Teorem (Fubini)Neka je f : K R neprekidna funkcija definirana na pravokutnikuK = [a, b] [c , d ]. Tada je
K
f (x , y)dx dy =dc
ba
f (x , y)dx
dy = ba
dc
f (x , y)dy
dx .Dokaz se temelji na cinjenici da kod dvostrukih suma mozemo zamijenitiporedak zbrajanja
m
i=1
n
j=1aij =
m
i=1
(n
j=1aij
)=
n
j=1
(m
i=1aij
)=
n
j=1
m
i=1aij .
Detalje dokaza izostavljamo.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 12 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
Dvostruki integral racunamo uzastopnim racunanjem dva jednostrukaintegrala pomocu Newton-Leibnitzove formule:
Teorem (Fubini)Neka je f : K R neprekidna funkcija definirana na pravokutnikuK = [a, b] [c , d ]. Tada je
K
f (x , y)dx dy =dc
ba
f (x , y)dx
dy = ba
dc
f (x , y)dy
dx .
Dokaz se temelji na cinjenici da kod dvostrukih suma mozemo zamijenitiporedak zbrajanja
m
i=1
n
j=1aij =
m
i=1
(n
j=1aij
)=
n
j=1
(m
i=1aij
)=
n
j=1
m
i=1aij .
Detalje dokaza izostavljamo.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 12 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
Dvostruki integral racunamo uzastopnim racunanjem dva jednostrukaintegrala pomocu Newton-Leibnitzove formule:
Teorem (Fubini)Neka je f : K R neprekidna funkcija definirana na pravokutnikuK = [a, b] [c , d ]. Tada je
K
f (x , y)dx dy =dc
ba
f (x , y)dx
dy = ba
dc
f (x , y)dy
dx .Dokaz se temelji na cinjenici da kod dvostrukih suma mozemo zamijenitiporedak zbrajanja
m
i=1
n
j=1aij =
m
i=1
(n
j=1aij
)=
n
j=1
(m
i=1aij
)=
n
j=1
m
i=1aij .
Detalje dokaza izostavljamo.Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 12 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
Primjer
Ako je K = [a, b] [c, d ], izracunajmo
I =K
xy2 dx dy .
Prema teoremu je
I =
ba
dc
xy2 dy
dx = ba
[xy3
3
dc
]dx =
ba
x(d3
3 c
3
3
)dx =
=13
(d3 c3
) x22
ba=16
(d3 c3
) (b2 a2
).
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 13 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
Primjer
Ako je K = [a, b] [c, d ], izracunajmo
I =K
xy2 dx dy .
Prema teoremu je
I =
ba
dc
xy2 dy
dx = ba
[xy3
3
dc
]dx =
ba
x(d3
3 c
3
3
)dx =
=13
(d3 c3
) x22
ba=16
(d3 c3
) (b2 a2
).
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 13 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
PrimjerIsti rezultat dobije se i racunajuci
I =
dc
ba
xy2 dx
dy .
NapomenaIz prethodnog primjera vidimo da se prvo integrira po jednoj, a zatim podrugoj varijabli, pri cemu rezultat ne ovisi o redosljedu integriranja.Slicno vrijedi i kada podrucje integracije nije pravokutnik, kao i kodintegrala viih dimenzija.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 14 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
PrimjerIsti rezultat dobije se i racunajuci
I =
dc
ba
xy2 dx
dy .NapomenaIz prethodnog primjera vidimo da se prvo integrira po jednoj, a zatim podrugoj varijabli, pri cemu rezultat ne ovisi o redosljedu integriranja.Slicno vrijedi i kada podrucje integracije nije pravokutnik, kao i kodintegrala viih dimenzija.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 14 / 70
Dvostruki integral nad kvadrom
NapomenaIntegral iz prethodnog primjera je integral sa separiranim varijablama,odnosno moze se rastaviti na produkt dva jednostruka integrala toopcenito nije slucaj:
ba
dc
xy2 dy
dx = ba
x dx dc
y2 dy .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 15 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
Ako je podrucje integracije zadano dvama neprekidnim funkcijama,
D = {(x , y) : a x b, g (x) y h (x)} ,
onda je D
f (x , y)dx dy =ba
h(x )g (x )
f (x , y)dy
dx .
Naravno, uloge varijabli x i y mogu biti zamijenjene.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 16 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
Ako je podrucje integracije zadano dvama neprekidnim funkcijama,
D = {(x , y) : a x b, g (x) y h (x)} ,
onda je D
f (x , y)dx dy =ba
h(x )g (x )
f (x , y)dy
dx .Naravno, uloge varijabli x i y mogu biti zamijenjene.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 16 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
Primjer
Izracunajmo integral I =D
(x + y2
)dx dy, pri cemu je D podrucje
omeeno krivuljama y = x2 i y = x4.
Za odreivanje granica integracije potrebno je skicirati podrucje D:
Vidimo da je
D ={(x , y) : 1 x 1, x4 y x2
}.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 17 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
Primjer
Izracunajmo integral I =D
(x + y2
)dx dy, pri cemu je D podrucje
omeeno krivuljama y = x2 i y = x4.Za odreivanje granica integracije potrebno je skicirati podrucje D:
Vidimo da je
D ={(x , y) : 1 x 1, x4 y x2
}.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 17 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
Primjer
Izracunajmo integral I =D
(x + y2
)dx dy, pri cemu je D podrucje
omeeno krivuljama y = x2 i y = x4.Za odreivanje granica integracije potrebno je skicirati podrucje D:
Vidimo da je
D ={(x , y) : 1 x 1, x4 y x2
}.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 17 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
PrimjerDakle
I =
11
x 2x 4
(x + y2
)dy
dx = 11
[xy +
y3
3
]x 2x
dx =
=
11
(x3 +
x6
6 x5 x
12
3
)dx =
[x4
4+x7
42 x
6
6 x
13
39
]11=
= 1273
.
No mozemo i zamijeniti redoslijed pa integrirati prvo po varijabli x. U tomslucaju je potrebno podrucje D rastaviti na uniju dva disjunktna podrucja:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 18 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
PrimjerDakle
I =
11
x 2x 4
(x + y2
)dy
dx = 11
[xy +
y3
3
]x 2x
dx =
=
11
(x3 +
x6
6 x5 x
12
3
)dx =
[x4
4+x7
42 x
6
6 x
13
39
]11=
= 1273
.
No mozemo i zamijeniti redoslijed pa integrirati prvo po varijabli x. U tomslucaju je potrebno podrucje D rastaviti na uniju dva disjunktna podrucja:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 18 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
PrimjerStavimo
D1 = {(x , y) : 0 y 1, 4y x y} ,
D2 = {(x , y) : 0 y 1,y x 4y}
pa je
I =
10
y
4y
(x + y2
)dx
dy+ 10
4yy
(x + y2
)dx
dy = = 1273
.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 19 / 70
Dvostruki integral nad neravnim podrucjem
PrimjerStavimo
D1 = {(x , y) : 0 y 1, 4y x y} ,
D2 = {(x , y) : 0 y 1,y x 4y}
pa je
I =
10
y
4y
(x + y2
)dx
dy+ 10
4yy
(x + y2
)dx
dy = = 1273
.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 19 / 70
Volumen i povrina
Neka je podintegralna funkcija f : D R, D R2, neprekidna inenegativna te neka je podrucje D omeeno s po djelovima glatkomjednostavnom zatvorenom krivuljom.
Tada je vrijednost pripadnog dvostrukog integrala jednaka volumenutijela koje je omeeno bazom D (u xy -ravnini) i plohomz = f (x , y)
V () =D
f (x , y)dx dy =D
zdP.
Izraz dP = dx dy oznacava element povrine, odnosno povrinupravokutnika sa stranicama dx i dy.Za z = f (x , y) = 1 dvostruki integral daje povrinu podrucja D
P (D) = V () =D
dP.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 20 / 70
Volumen i povrina
Neka je podintegralna funkcija f : D R, D R2, neprekidna inenegativna te neka je podrucje D omeeno s po djelovima glatkomjednostavnom zatvorenom krivuljom.Tada je vrijednost pripadnog dvostrukog integrala jednaka volumenutijela koje je omeeno bazom D (u xy -ravnini) i plohomz = f (x , y)
V () =D
f (x , y)dx dy =D
zdP.
Izraz dP = dx dy oznacava element povrine, odnosno povrinupravokutnika sa stranicama dx i dy.Za z = f (x , y) = 1 dvostruki integral daje povrinu podrucja D
P (D) = V () =D
dP.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 20 / 70
Volumen i povrina
Neka je podintegralna funkcija f : D R, D R2, neprekidna inenegativna te neka je podrucje D omeeno s po djelovima glatkomjednostavnom zatvorenom krivuljom.Tada je vrijednost pripadnog dvostrukog integrala jednaka volumenutijela koje je omeeno bazom D (u xy -ravnini) i plohomz = f (x , y)
V () =D
f (x , y)dx dy =D
zdP.
Izraz dP = dx dy oznacava element povrine, odnosno povrinupravokutnika sa stranicama dx i dy.
Za z = f (x , y) = 1 dvostruki integral daje povrinu podrucja D
P (D) = V () =D
dP.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 20 / 70
Volumen i povrina
Neka je podintegralna funkcija f : D R, D R2, neprekidna inenegativna te neka je podrucje D omeeno s po djelovima glatkomjednostavnom zatvorenom krivuljom.Tada je vrijednost pripadnog dvostrukog integrala jednaka volumenutijela koje je omeeno bazom D (u xy -ravnini) i plohomz = f (x , y)
V () =D
f (x , y)dx dy =D
zdP.
Izraz dP = dx dy oznacava element povrine, odnosno povrinupravokutnika sa stranicama dx i dy.Za z = f (x , y) = 1 dvostruki integral daje povrinu podrucja D
P (D) = V () =D
dP.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 20 / 70
Volumen i povrina
Primjer
Izracunajmo obujam tijela omeenog plohom z = x2 + y2 i ravninama
z = 0, y = x , y = 3x , y = 2 x , y = 4 x .
Zadana ploha je kruzni paraboloid sa sreditem u ishoditu.Podrucje integracije u xy-ravnini je omeeno s cetiri pravca:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 21 / 70
Volumen i povrina
Primjer
Izracunajmo obujam tijela omeenog plohom z = x2 + y2 i ravninama
z = 0, y = x , y = 3x , y = 2 x , y = 4 x .
Zadana ploha je kruzni paraboloid sa sreditem u ishoditu.
Podrucje integracije u xy-ravnini je omeeno s cetiri pravca:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 21 / 70
Volumen i povrina
Primjer
Izracunajmo obujam tijela omeenog plohom z = x2 + y2 i ravninama
z = 0, y = x , y = 3x , y = 2 x , y = 4 x .
Zadana ploha je kruzni paraboloid sa sreditem u ishoditu.Podrucje integracije u xy-ravnini je omeeno s cetiri pravca:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 21 / 70
Volumen i povrina
PrimjerNakon to odredimo tocke presjeka zadanih pravaca, podrucje integracijecemo rastaviti na dva dijela, pravcem x = 1.
Sada imamo
V =
112
3x2x
(x2 + y2
)dy dx+
21
4xx
(x2 + y2
)dy dx .
Alternativno, mozemo D rastaviti na tri dijela i integrirati prvo po x:
321
y2y
(x2 + y2
)dx dy+
232
yy3
(x2 + y2
)dx dy+
32
4yy3
(x2 + y2
)dx dy .
Na oba nacina se dobije rezultat V = 658 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 22 / 70
Volumen i povrina
PrimjerNakon to odredimo tocke presjeka zadanih pravaca, podrucje integracijecemo rastaviti na dva dijela, pravcem x = 1. Sada imamo
V =
112
3x2x
(x2 + y2
)dy dx+
21
4xx
(x2 + y2
)dy dx .
Alternativno, mozemo D rastaviti na tri dijela i integrirati prvo po x:
321
y2y
(x2 + y2
)dx dy+
232
yy3
(x2 + y2
)dx dy+
32
4yy3
(x2 + y2
)dx dy .
Na oba nacina se dobije rezultat V = 658 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 22 / 70
Volumen i povrina
PrimjerNakon to odredimo tocke presjeka zadanih pravaca, podrucje integracijecemo rastaviti na dva dijela, pravcem x = 1. Sada imamo
V =
112
3x2x
(x2 + y2
)dy dx+
21
4xx
(x2 + y2
)dy dx .
Alternativno, mozemo D rastaviti na tri dijela i integrirati prvo po x:
321
y2y
(x2 + y2
)dx dy+
232
yy3
(x2 + y2
)dx dy+
32
4yy3
(x2 + y2
)dx dy .
Na oba nacina se dobije rezultat V = 658 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 22 / 70
Volumen i povrina
PrimjerNakon to odredimo tocke presjeka zadanih pravaca, podrucje integracijecemo rastaviti na dva dijela, pravcem x = 1. Sada imamo
V =
112
3x2x
(x2 + y2
)dy dx+
21
4xx
(x2 + y2
)dy dx .
Alternativno, mozemo D rastaviti na tri dijela i integrirati prvo po x:
321
y2y
(x2 + y2
)dx dy+
232
yy3
(x2 + y2
)dx dy+
32
4yy3
(x2 + y2
)dx dy .
Na oba nacina se dobije rezultat V = 658 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 22 / 70
Volumen i povrina
Volumen tijela omeenog plohama z = f (x , y) i z = g (x , y) pri cemuje
f , g : D R, g (x , y) f (x , y) (x , y) D,se racuna po formuli
V () =D
(f (x , y) g (x , y))dx dy .
To je prirodno poopcenje formule za racunanje povrine ravninskih likovapomocu jednostrukog integrala.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 23 / 70
Volumen i povrina
Volumen tijela omeenog plohama z = f (x , y) i z = g (x , y) pri cemuje
f , g : D R, g (x , y) f (x , y) (x , y) D,se racuna po formuli
V () =D
(f (x , y) g (x , y))dx dy .
To je prirodno poopcenje formule za racunanje povrine ravninskih likovapomocu jednostrukog integrala.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 23 / 70
Polarne koordinate
Neka je podrcuje D R2 zadano u polarnom koordinatnom sustavu kaoD = {(r , ) : 1 2, r1 () r r2 ()} ,
gdje su r1, r2 : [1, 2] R neprekidne funkcije.
Tada za racunanje dvostrukog integrala koristimo supstituciju
x = r cos , y = r sin .
Element povrine u polarnim kordinatama:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 24 / 70
Polarne koordinate
Neka je podrcuje D R2 zadano u polarnom koordinatnom sustavu kaoD = {(r , ) : 1 2, r1 () r r2 ()} ,
gdje su r1, r2 : [1, 2] R neprekidne funkcije.Tada za racunanje dvostrukog integrala koristimo supstituciju
x = r cos , y = r sin .
Element povrine u polarnim kordinatama:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 24 / 70
Polarne koordinate
Neka je podrcuje D R2 zadano u polarnom koordinatnom sustavu kaoD = {(r , ) : 1 2, r1 () r r2 ()} ,
gdje su r1, r2 : [1, 2] R neprekidne funkcije.Tada za racunanje dvostrukog integrala koristimo supstituciju
x = r cos , y = r sin .
Element povrine u polarnim kordinatama:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 24 / 70
Polarne koordinate
Formula za povrinu kruznog isjecka daje
dP =12(r + dr)2 d1
2r2 d =
12
(r2 + 2r dr+ (dr)2 r2
)d
= r dr d+12(dr)2 d
r dr d,
pri cemu izraz 12 (dr)2 d mozemo zanemariti jer tezi k nuli brze od izraza
r dr d.
Prema tome, vrijedi
D
f (x , y)dx dy =
21
r2()r1()
f (r cos , r sin ) r dr d .
U polarnim koordinatama se integrira prvo po r pa onda po !
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 25 / 70
Polarne koordinate
Formula za povrinu kruznog isjecka daje
dP =12(r + dr)2 d1
2r2 d =
12
(r2 + 2r dr+ (dr)2 r2
)d
= r dr d+12(dr)2 d
r dr d,
pri cemu izraz 12 (dr)2 d mozemo zanemariti jer tezi k nuli brze od izraza
r dr d. Prema tome, vrijedi
D
f (x , y)dx dy =
21
r2()r1()
f (r cos , r sin ) r dr d .
U polarnim koordinatama se integrira prvo po r pa onda po !
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 25 / 70
Polarne koordinate
Formula za povrinu kruznog isjecka daje
dP =12(r + dr)2 d1
2r2 d =
12
(r2 + 2r dr+ (dr)2 r2
)d
= r dr d+12(dr)2 d
r dr d,
pri cemu izraz 12 (dr)2 d mozemo zanemariti jer tezi k nuli brze od izraza
r dr d. Prema tome, vrijedi
D
f (x , y)dx dy =
21
r2()r1()
f (r cos , r sin ) r dr d .
U polarnim koordinatama se integrira prvo po r pa onda po !
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 25 / 70
Polarne kordinate
PrimjerAko je D polukrug u prvom kvadrantu omeen kruznicom(x 12
)2+ y2 = 14 i osi x, izracunajte
D
1 x2 y2 dx dy .
Radi se o volumenu tijela to ga iz polukugle z =1 x2 y2 izreze
cilindar s bazom D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 26 / 70
Polarne kordinate
PrimjerAko je D polukrug u prvom kvadrantu omeen kruznicom(x 12
)2+ y2 = 14 i osi x, izracunajte
D
1 x2 y2 dx dy .
Radi se o volumenu tijela to ga iz polukugle z =1 x2 y2 izreze
cilindar s bazom D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 26 / 70
Polarne koordinate
PrimjerUvrtavanjem supstitucije u jednadzbu zadane kruznice dobijemo(
r cos 12
)2+ (r sin )2 =
14,
odnosnor (r cos ) = 0
pa jednadzba zadane kruznice u polarnim koordinatama glasi
r = cos .
Dakle, podrucje D je opisano s
D ={(r , ) :
[0,
2
], r [0, cos ]
}
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 27 / 70
Polarne koordinate
PrimjerUvrtavanjem supstitucije u jednadzbu zadane kruznice dobijemo(
r cos 12
)2+ (r sin )2 =
14,
odnosnor (r cos ) = 0
pa jednadzba zadane kruznice u polarnim koordinatama glasi
r = cos .
Dakle, podrucje D je opisano s
D ={(r , ) :
[0,
2
], r [0, cos ]
}
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 27 / 70
Polarne koordinate
PrimjerUvrtavanjem supstitucije u jednadzbu zadane kruznice dobijemo(
r cos 12
)2+ (r sin )2 =
14,
odnosnor (r cos ) = 0
pa jednadzba zadane kruznice u polarnim koordinatama glasi
r = cos .
Dakle, podrucje D je opisano s
D ={(r , ) :
[0,
2
], r [0, cos ]
}Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 27 / 70
Polarne koordinate
PrimjerDakle, imamo
I =
20
cos 0
1 r2r dr d =
{1 r2 = t2r dr = dt
r 0 cos t 1 sin2
}
= 12
20
sin2 1
t dt d = 1
3
20
t32
sin2 1
d = {sin > 0}
= 13
20
(sin3 1
)d =
13
20 13
20
(1 cos2
)sin d
= {cos = u} = 6+13
01
(1 u2
)du =
6 29.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 28 / 70
Polarne koordinate
PrimjerDakle, imamo
I =
20
cos 0
1 r2r dr d =
{1 r2 = t2r dr = dt
r 0 cos t 1 sin2
}
= 12
20
sin2 1
t dt d = 1
3
20
t32
sin2 1
d = {sin > 0}
= 13
20
(sin3 1
)d =
13
20 13
20
(1 cos2
)sin d
= {cos = u} = 6+13
01
(1 u2
)du =
6 29.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 28 / 70
Polarne koordinate
PrimjerDakle, imamo
I =
20
cos 0
1 r2r dr d =
{1 r2 = t2r dr = dt
r 0 cos t 1 sin2
}
= 12
20
sin2 1
t dt d = 1
3
20
t32
sin2 1
d = {sin > 0}
= 13
20
(sin3 1
)d =
13
20 13
20
(1 cos2
)sin d
= {cos = u} = 6+13
01
(1 u2
)du =
6 29.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 28 / 70
Polarne koordinate
PrimjerDakle, imamo
I =
20
cos 0
1 r2r dr d =
{1 r2 = t2r dr = dt
r 0 cos t 1 sin2
}
= 12
20
sin2 1
t dt d = 1
3
20
t32
sin2 1
d = {sin > 0}
= 13
20
(sin3 1
)d =
13
20 13
20
(1 cos2
)sin d
= {cos = u} = 6+13
01
(1 u2
)du =
6 29.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 28 / 70
Nepravi integral
Nepravi integrali funkcija vie varijabli se definiraju pomocu limesa,slicno kao i nepravi integrali funkcije jedne varijable.
Pri tome nastupaju razni fenomeni i problemi slicni onima koji sejavljaju kod proucavanja limesa funkcija vie varijabli.
Ovdje ih necemo detaljno izucavati, vec navodimo samo jedanzanimljivi primjer:
PrimjerIzracunajmo
I =
ex2
dx .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 29 / 70
Nepravi integral
Nepravi integrali funkcija vie varijabli se definiraju pomocu limesa,slicno kao i nepravi integrali funkcije jedne varijable.
Pri tome nastupaju razni fenomeni i problemi slicni onima koji sejavljaju kod proucavanja limesa funkcija vie varijabli.
Ovdje ih necemo detaljno izucavati, vec navodimo samo jedanzanimljivi primjer:
PrimjerIzracunajmo
I =
ex2
dx .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 29 / 70
Nepravi integral
Nepravi integrali funkcija vie varijabli se definiraju pomocu limesa,slicno kao i nepravi integrali funkcije jedne varijable.
Pri tome nastupaju razni fenomeni i problemi slicni onima koji sejavljaju kod proucavanja limesa funkcija vie varijabli.
Ovdje ih necemo detaljno izucavati, vec navodimo samo jedanzanimljivi primjer:
PrimjerIzracunajmo
I =
ex2
dx .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 29 / 70
Nepravi integral
Nepravi integrali funkcija vie varijabli se definiraju pomocu limesa,slicno kao i nepravi integrali funkcije jedne varijable.
Pri tome nastupaju razni fenomeni i problemi slicni onima koji sejavljaju kod proucavanja limesa funkcija vie varijabli.
Ovdje ih necemo detaljno izucavati, vec navodimo samo jedanzanimljivi primjer:
PrimjerIzracunajmo
I =
ex2
dx .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 29 / 70
Nepravi integral
Primjer
Radi se o povrini izmeu krivulja y = ex2i osi x.
-3 -2 -1 0 1 2 3
0.5
1.0
x
y
y = ex2
Ovaj integral se koristi u teoriji vjerojatnosti. Vidi link.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 30 / 70
http://www.wikipedia.org/wiki/Normal_distribution
Nepravi integral
Primjer
Radi se o povrini izmeu krivulja y = ex2i osi x.
-3 -2 -1 0 1 2 3
0.5
1.0
x
y
y = ex2
Ovaj integral se koristi u teoriji vjerojatnosti. Vidi link.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 30 / 70
http://www.wikipedia.org/wiki/Normal_distribution
Nepravi integral
Primjer
Radi se o povrini izmeu krivulja y = ex2i osi x.
-3 -2 -1 0 1 2 3
0.5
1.0
x
y
y = ex2
Ovaj integral se koristi u teoriji vjerojatnosti. Vidi link.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 30 / 70
http://www.wikipedia.org/wiki/Normal_distribution
Nepravi integral
PrimjerZbog parnosti podintegralne funkcije i prelaska na limes vrijedi
I = 2
0
ex2
dx = 2 limr
r0
ex2
dx 2 limr
Ir .
Ako limr
Ir postoji, onda je
(limr
Ir)2= lim
rI 2r
pa jeI = 2
limr
I 2r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 31 / 70
Nepravi integral
PrimjerZbog parnosti podintegralne funkcije i prelaska na limes vrijedi
I = 2
0
ex2
dx = 2 limr
r0
ex2
dx 2 limr
Ir .
Ako limr
Ir postoji, onda je
(limr
Ir)2= lim
rI 2r
pa jeI = 2
limr
I 2r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 31 / 70
Nepravi integral
PrimjerZbog parnosti podintegralne funkcije i prelaska na limes vrijedi
I = 2
0
ex2
dx = 2 limr
r0
ex2
dx 2 limr
Ir .
Ako limr
Ir postoji, onda je
(limr
Ir)2= lim
rI 2r
pa jeI = 2
limr
I 2r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 31 / 70
Nepravi integral
PrimjerVrijedi
I 2r = Ir Ir =r0
ex2
dx r0
ey2
dy =r0
r0
e(x2+y 2) dx dy
D
e(x2+y 2) dx dy .
gdje je podrucje integracije D kvadrat stranice r u prvom kvadrantu.
Neka je Kr cetvrtina kruga u prvom kvadrantu koja je upisana kvadratu D,a K2r cetvrtina kruga u prvom kvadrantu koja je opisana kvadratu D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 32 / 70
Nepravi integral
PrimjerVrijedi
I 2r = Ir Ir =r0
ex2
dx r0
ey2
dy =r0
r0
e(x2+y 2) dx dy
D
e(x2+y 2) dx dy .
gdje je podrucje integracije D kvadrat stranice r u prvom kvadrantu.Neka je Kr cetvrtina kruga u prvom kvadrantu koja je upisana kvadratu D,a K2r cetvrtina kruga u prvom kvadrantu koja je opisana kvadratu D.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 32 / 70
Nepravi integral
Primjer
Kako je e(x2+y 2) > 0 i Kr D K2r , vrijediKr
e(x2+y 2) dx dy I 2r
K2r
e(x2+y 2) dx dy .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 33 / 70
Nepravi integral
Primjer
Kako je e(x2+y 2) > 0 i Kr D K2r , vrijediKr
e(x2+y 2) dx dy I 2r
K2r
e(x2+y 2) dx dy .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 33 / 70
Nepravi integral
PrimjerU polarnim koordinatama vrijedi
Kr
e(x2+y 2) dx dy =
20
r0
et2t dt d
(koristimo polarne koordinate (t, ) jer r vec oznacava duljinu stranicekvadrata i javlja se u granicama integracije).
Uz supstituciju t2 = u vrijediet
2t dt =
12
eu du = 1
2eu = 1
2et
2.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 34 / 70
Nepravi integral
PrimjerU polarnim koordinatama vrijedi
Kr
e(x2+y 2) dx dy =
20
r0
et2t dt d
(koristimo polarne koordinate (t, ) jer r vec oznacava duljinu stranicekvadrata i javlja se u granicama integracije).Uz supstituciju t2 = u vrijedi
et2t dt =
12
eu du = 1
2eu = 1
2et
2.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 34 / 70
Nepravi integral
PrimjerDakle,
Kr
e(x2+y 2) dx dy =
2
(12et
2)r
0=
4
(er 2 + 1
)pa vrijedi
Kr
e(x2+y 2) dx dy
4kada r .
Slicno vrijedi iK2r
e(x2+y 2) dx dy =
4
(e2r 2 + 1
)
4kada r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 35 / 70
Nepravi integral
PrimjerDakle,
Kr
e(x2+y 2) dx dy =
2
(12et
2)r
0=
4
(er 2 + 1
)pa vrijedi
Kr
e(x2+y 2) dx dy
4kada r .
Slicno vrijedi iK2r
e(x2+y 2) dx dy =
4
(e2r 2 + 1
)
4kada r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 35 / 70
Nepravi integral
PrimjerSada relacija
Kr
e(x2+y 2) dx dy I 2r
K2r
e(x2+y 2) dx dy
i Teorem o uklijetenoj funkciji povlace
limr
I 2r =
4
pa jeI =
.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 36 / 70
Trostruki integral nad kvadrom
Trostruki integral neprekidne funkcije f : D R, D R3 se racunaslicno kao i dvostruki.
Ako je podrucje integracije kvadar
D = [a, b] [c , d ] [e, g ] ,
onda je
D
f (x , y , z)dx dy dz =ba
dc
ge
f (x , y , z)dz
dydx
Pri tome je dV = dx dy dz element volumena.Kao i kod dvostrukog integrala, moguci su razni redosljediintegriranja.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 37 / 70
Trostruki integral nad kvadrom
Trostruki integral neprekidne funkcije f : D R, D R3 se racunaslicno kao i dvostruki.
Ako je podrucje integracije kvadar
D = [a, b] [c , d ] [e, g ] ,
onda je
D
f (x , y , z)dx dy dz =ba
dc
ge
f (x , y , z)dz
dydx
Pri tome je dV = dx dy dz element volumena.Kao i kod dvostrukog integrala, moguci su razni redosljediintegriranja.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 37 / 70
Trostruki integral nad kvadrom
Trostruki integral neprekidne funkcije f : D R, D R3 se racunaslicno kao i dvostruki.
Ako je podrucje integracije kvadar
D = [a, b] [c , d ] [e, g ] ,
onda je
D
f (x , y , z)dx dy dz =ba
dc
ge
f (x , y , z)dz
dydx
Pri tome je dV = dx dy dz element volumena.
Kao i kod dvostrukog integrala, moguci su razni redosljediintegriranja.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 37 / 70
Trostruki integral nad kvadrom
Trostruki integral neprekidne funkcije f : D R, D R3 se racunaslicno kao i dvostruki.
Ako je podrucje integracije kvadar
D = [a, b] [c , d ] [e, g ] ,
onda je
D
f (x , y , z)dx dy dz =ba
dc
ge
f (x , y , z)dz
dydx
Pri tome je dV = dx dy dz element volumena.Kao i kod dvostrukog integrala, moguci su razni redosljediintegriranja.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 37 / 70
Trostruki integral nad neravnim
Ako je podrucje D odreeno relacijama
a x bh1 (x) y h2 (x)
g1 (x , y) z g2 (x , y)
onda je
D
f (x , y , z)dV =ba
h2(x )h1(x )
g2(x ,y )g1(x ,y )
f (x , y , z)dz
dydx .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 38 / 70
Trostruki integral nad neravnim
Ako je podrucje D odreeno relacijama
a x bh1 (x) y h2 (x)
g1 (x , y) z g2 (x , y)
onda je
D
f (x , y , z)dV =ba
h2(x )h1(x )
g2(x ,y )g1(x ,y )
f (x , y , z)dz
dydx .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 38 / 70
Primjene trostrukog integrala
Tipicne primjene trostrukog integrala su sljedece:
ako je f (x , y , z) gustoca tijela koje zaprema podrucje D u tockiT = (x , y , z), onda je trostruki integral
D
f (x , y , z)dV jednak
masi tog dijela;
ako je f (x , y , z) = 1, onda trostruki integral daje volumen podrucjaD
V (D) =D
dV =ba
h2(x )h1(x )
g2(x ,y )g1(x ,y )
dz dy dx .
Naime, integriranjem po z dobijemo ranije navedenu formulu
ba
h2(x )h1(x )
(g2 (x , y) g1 (x , y))dy dx
za izracunavanje volumena preko dvostrukog integrala.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 39 / 70
Primjene trostrukog integrala
Tipicne primjene trostrukog integrala su sljedece:
ako je f (x , y , z) gustoca tijela koje zaprema podrucje D u tockiT = (x , y , z), onda je trostruki integral
D
f (x , y , z)dV jednak
masi tog dijela;ako je f (x , y , z) = 1, onda trostruki integral daje volumen podrucjaD
V (D) =D
dV =ba
h2(x )h1(x )
g2(x ,y )g1(x ,y )
dz dy dx .
Naime, integriranjem po z dobijemo ranije navedenu formulu
ba
h2(x )h1(x )
(g2 (x , y) g1 (x , y))dy dx
za izracunavanje volumena preko dvostrukog integrala.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 39 / 70
Primjene trostrukog integrala
Tipicne primjene trostrukog integrala su sljedece:
ako je f (x , y , z) gustoca tijela koje zaprema podrucje D u tockiT = (x , y , z), onda je trostruki integral
D
f (x , y , z)dV jednak
masi tog dijela;ako je f (x , y , z) = 1, onda trostruki integral daje volumen podrucjaD
V (D) =D
dV =ba
h2(x )h1(x )
g2(x ,y )g1(x ,y )
dz dy dx .
Naime, integriranjem po z dobijemo ranije navedenu formulu
ba
h2(x )h1(x )
(g2 (x , y) g1 (x , y))dy dx
za izracunavanje volumena preko dvostrukog integrala.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 39 / 70
Trostruki integral
Primjer
Odredite volumen tijela omeenog plohama z = x2 + y2 i z =x2 + y2.
Radi se o volumenu podrucja izmeu paraboloida i stoca. Presjekpodrucja D s ravninom y = 0 je prikazan na slici:
Za postavljanje integrala trebamo opisati podrucje D. Naimo presjekzadanih ploha izjednacavajuci jednadzbe po z:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 40 / 70
Trostruki integral
Primjer
Odredite volumen tijela omeenog plohama z = x2 + y2 i z =x2 + y2.
Radi se o volumenu podrucja izmeu paraboloida i stoca.
Presjekpodrucja D s ravninom y = 0 je prikazan na slici:
Za postavljanje integrala trebamo opisati podrucje D. Naimo presjekzadanih ploha izjednacavajuci jednadzbe po z:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 40 / 70
Trostruki integral
Primjer
Odredite volumen tijela omeenog plohama z = x2 + y2 i z =x2 + y2.
Radi se o volumenu podrucja izmeu paraboloida i stoca. Presjekpodrucja D s ravninom y = 0 je prikazan na slici:
Za postavljanje integrala trebamo opisati podrucje D. Naimo presjekzadanih ploha izjednacavajuci jednadzbe po z:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 40 / 70
Trostruki integral
Primjer
Odredite volumen tijela omeenog plohama z = x2 + y2 i z =x2 + y2.
Radi se o volumenu podrucja izmeu paraboloida i stoca. Presjekpodrucja D s ravninom y = 0 je prikazan na slici:
Za postavljanje integrala trebamo opisati podrucje D. Naimo presjekzadanih ploha izjednacavajuci jednadzbe po z:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 40 / 70
Trostruki integral
PrimjerJednadzba
x2 + y2 =x2 + y2
ima rjeenja x = y = 0 ix2 + y2 = 1, odnosno x2 + y2 = 1.
Prvo rjeenje je ishodite (u kojem se plohe ocito sijeku).Iz drugog rjeenja vidimo da se plohe josijeku u jedinicnoj sredinjojkruznici u ravnini z = 1.Stoga imamo
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx .
Integral cemo rijeiti prelaskom na cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 41 / 70
Trostruki integral
PrimjerJednadzba
x2 + y2 =x2 + y2
ima rjeenja x = y = 0 ix2 + y2 = 1, odnosno x2 + y2 = 1.
Prvo rjeenje je ishodite (u kojem se plohe ocito sijeku).
Iz drugog rjeenja vidimo da se plohe josijeku u jedinicnoj sredinjojkruznici u ravnini z = 1.Stoga imamo
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx .
Integral cemo rijeiti prelaskom na cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 41 / 70
Trostruki integral
PrimjerJednadzba
x2 + y2 =x2 + y2
ima rjeenja x = y = 0 ix2 + y2 = 1, odnosno x2 + y2 = 1.
Prvo rjeenje je ishodite (u kojem se plohe ocito sijeku).Iz drugog rjeenja vidimo da se plohe josijeku u jedinicnoj sredinjojkruznici u ravnini z = 1.
Stoga imamo
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx .
Integral cemo rijeiti prelaskom na cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 41 / 70
Trostruki integral
PrimjerJednadzba
x2 + y2 =x2 + y2
ima rjeenja x = y = 0 ix2 + y2 = 1, odnosno x2 + y2 = 1.
Prvo rjeenje je ishodite (u kojem se plohe ocito sijeku).Iz drugog rjeenja vidimo da se plohe josijeku u jedinicnoj sredinjojkruznici u ravnini z = 1.Stoga imamo
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx .
Integral cemo rijeiti prelaskom na cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 41 / 70
Trostruki integral
PrimjerJednadzba
x2 + y2 =x2 + y2
ima rjeenja x = y = 0 ix2 + y2 = 1, odnosno x2 + y2 = 1.
Prvo rjeenje je ishodite (u kojem se plohe ocito sijeku).Iz drugog rjeenja vidimo da se plohe josijeku u jedinicnoj sredinjojkruznici u ravnini z = 1.Stoga imamo
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx .
Integral cemo rijeiti prelaskom na cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 41 / 70
Cilindricne koordinate
Cilindricni koordinatni sustav, tj. cilindricne koordinate su zadanetransformacijama
x = r cos , y = r sin , z = z ,
pri cemu je r 0 i [0, 2] ili [,].
Dakle, element volumena jednak je umnoku povrine baze i visine, s timeto se povrina baze racuna u polarnim koordinatama:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 42 / 70
Cilindricne koordinate
Cilindricni koordinatni sustav, tj. cilindricne koordinate su zadanetransformacijama
x = r cos , y = r sin , z = z ,
pri cemu je r 0 i [0, 2] ili [,].Dakle, element volumena jednak je umnoku povrine baze i visine, s timeto se povrina baze racuna u polarnim koordinatama:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 42 / 70
Cilindricne koordinate
Dakle,dV = r dr d dz
pa je D
f (x , y , z)dV =D
f (r cos , r sin , z) r dr d dz .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 43 / 70
Cilindricne koordinate
Dakle,dV = r dr d dz
pa je D
f (x , y , z)dV =D
f (r cos , r sin , z) r dr d dz .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 43 / 70
Cilindricne koordinate
PrimjerIzracunajmo volumen iz prethodnog primjera prelaskom na cilindricnekoordinate:
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx =20
10
rr 2
dz r dr d =
= |2010
(z |rr 2) r dr = 210
(r2 r3
)dr =
6.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 44 / 70
Cilindricne koordinate
PrimjerIzracunajmo volumen iz prethodnog primjera prelaskom na cilindricnekoordinate:
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx =20
10
rr 2
dz r dr d =
= |2010
(z |rr 2) r dr = 210
(r2 r3
)dr =
6.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 44 / 70
Cilindricne koordinate
PrimjerIzracunajmo volumen iz prethodnog primjera prelaskom na cilindricnekoordinate:
V =
11
1x 2
1x 2
x 2+y 2
x 2+y 2
dz dy dx =20
10
rr 2
dz r dr d =
= |2010
(z |rr 2) r dr = 210
(r2 r3
)dr =
6.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 44 / 70
Sferne koordinate
Sferne koordinate ili prostorne polarne koordinate su zadanetransformacijama
x = r sin cos ,
y = r sin sin ,
z = r cos ,
pri cemu je r 0, a obicno se odabere [0,] i [,] .
Uz oznaku = r sin mozemo pisati
x = cos ,
y = sin ,
z = r cos .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 45 / 70
Sferne koordinate
Sferne koordinate ili prostorne polarne koordinate su zadanetransformacijama
x = r sin cos ,
y = r sin sin ,
z = r cos ,
pri cemu je r 0, a obicno se odabere [0,] i [,] .Uz oznaku = r sin mozemo pisati
x = cos ,
y = sin ,
z = r cos .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 45 / 70
Sferne koordinate
Sferni kordinatni sustav:
Za prelazak iz kartezijevog u sferni sustav, koristimo relacije
tg =yx, = arccos
zx2 + y2 + z2
, r =x2 + y2 + z2.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 46 / 70
Sferne koordinate
Sferni kordinatni sustav:
Za prelazak iz kartezijevog u sferni sustav, koristimo relacije
tg =yx, = arccos
zx2 + y2 + z2
, r =x2 + y2 + z2.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 46 / 70
Sferne koordinate
PrimjerJedna verzija sfernog koordinatnog sustava koji je cesto u upotrebi suzemljopisne karte.
Udaljenost r se prikazuje kao nadmorska visina,
kut je zemljopisna duzina koja se mjeri istocno i zapadno odGreenwicha, to odgovara odabiru [,]kut je zemljopisna irina koja se mjeri sjeverno i juzno od ekvatora,to odgovara odabiru
[2 ,
2
].
Odabir [0,] je matematicki povoljniji jer je tada sin 0.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 47 / 70
Sferne koordinate
PrimjerJedna verzija sfernog koordinatnog sustava koji je cesto u upotrebi suzemljopisne karte.
Udaljenost r se prikazuje kao nadmorska visina,
kut je zemljopisna duzina koja se mjeri istocno i zapadno odGreenwicha, to odgovara odabiru [,]kut je zemljopisna irina koja se mjeri sjeverno i juzno od ekvatora,to odgovara odabiru
[2 ,
2
].
Odabir [0,] je matematicki povoljniji jer je tada sin 0.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 47 / 70
Sferne koordinate
PrimjerJedna verzija sfernog koordinatnog sustava koji je cesto u upotrebi suzemljopisne karte.
Udaljenost r se prikazuje kao nadmorska visina,
kut je zemljopisna duzina koja se mjeri istocno i zapadno odGreenwicha, to odgovara odabiru [,]
kut je zemljopisna irina koja se mjeri sjeverno i juzno od ekvatora,to odgovara odabiru
[2 ,
2
].
Odabir [0,] je matematicki povoljniji jer je tada sin 0.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 47 / 70
Sferne koordinate
PrimjerJedna verzija sfernog koordinatnog sustava koji je cesto u upotrebi suzemljopisne karte.
Udaljenost r se prikazuje kao nadmorska visina,
kut je zemljopisna duzina koja se mjeri istocno i zapadno odGreenwicha, to odgovara odabiru [,]kut je zemljopisna irina koja se mjeri sjeverno i juzno od ekvatora,to odgovara odabiru
[2 ,
2
].
Odabir [0,] je matematicki povoljniji jer je tada sin 0.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 47 / 70
Sferne koordinate
PrimjerJedna verzija sfernog koordinatnog sustava koji je cesto u upotrebi suzemljopisne karte.
Udaljenost r se prikazuje kao nadmorska visina,
kut je zemljopisna duzina koja se mjeri istocno i zapadno odGreenwicha, to odgovara odabiru [,]kut je zemljopisna irina koja se mjeri sjeverno i juzno od ekvatora,to odgovara odabiru
[2 ,
2
].
Odabir [0,] je matematicki povoljniji jer je tada sin 0.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 47 / 70
Sferne koordinate
Za racunanje trostrukog integrala prelaskom na sferne koordinate,potrebno je izracunati element volumena dV.
Vidimo da jedV ab dr,
pri cemu jea = r sin d, b = r d .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 48 / 70
Sferne koordinate
Za racunanje trostrukog integrala prelaskom na sferne koordinate,potrebno je izracunati element volumena dV.
Vidimo da jedV ab dr,
pri cemu jea = r sin d, b = r d .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 48 / 70
Sferne koordinate
Za racunanje trostrukog integrala prelaskom na sferne koordinate,potrebno je izracunati element volumena dV.
Vidimo da jedV ab dr,
pri cemu jea = r sin d, b = r d .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 48 / 70
Sferne koordinate
Dakle,dV r2 sin d dr d .
Tocan izraz za dV sadrzi joi druge clanove, no oni teze k nuli brze negoglavni izraz pa ih izostavljamo.Dakle, u sfernim koordinatama vrijedi
D
f (x , y , z)dV =
=D
f (r sin cos , r sin sin , r cos ) r2 sin d dr d .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 49 / 70
Sferne koordinate
Dakle,dV r2 sin d dr d .
Tocan izraz za dV sadrzi joi druge clanove, no oni teze k nuli brze negoglavni izraz pa ih izostavljamo.
Dakle, u sfernim koordinatama vrijediD
f (x , y , z)dV =
=D
f (r sin cos , r sin sin , r cos ) r2 sin d dr d .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 49 / 70
Sferne koordinate
Dakle,dV r2 sin d dr d .
Tocan izraz za dV sadrzi joi druge clanove, no oni teze k nuli brze negoglavni izraz pa ih izostavljamo.Dakle, u sfernim koordinatama vrijedi
D
f (x , y , z)dV =
=D
f (r sin cos , r sin sin , r cos ) r2 sin d dr d .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 49 / 70
Sferne koordinate
PrimjerVolumen kugle radijusa R jednak je
V =K
1 dV =
0
R0
r2 sin d dr d =
=
d0
sin dR0
r2 dr = | ( cos ) |0r3
3
R0=
=43R3.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 50 / 70
Zamjena varijabli
Prelasci iz Kartezijevih u polarne, cilindricne ili sferne koordinate suprimjeri zamjene varijabli.
Kod svake takve zamjene potrebno je uzeti u obzir diferencijal,odnosno element povrine / volumena.
Bez dokaza navodimo teorem o zamjeni varijabli za trostruki integral.Analogni rezultati vrijede i u drugim dimenzijama.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 51 / 70
Zamjena varijabli
Prelasci iz Kartezijevih u polarne, cilindricne ili sferne koordinate suprimjeri zamjene varijabli.
Kod svake takve zamjene potrebno je uzeti u obzir diferencijal,odnosno element povrine / volumena.
Bez dokaza navodimo teorem o zamjeni varijabli za trostruki integral.Analogni rezultati vrijede i u drugim dimenzijama.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 51 / 70
Zamjena varijabli
Prelasci iz Kartezijevih u polarne, cilindricne ili sferne koordinate suprimjeri zamjene varijabli.
Kod svake takve zamjene potrebno je uzeti u obzir diferencijal,odnosno element povrine / volumena.
Bez dokaza navodimo teorem o zamjeni varijabli za trostruki integral.Analogni rezultati vrijede i u drugim dimenzijama.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 51 / 70
Zamjena varijabli
Teorem (o zamjeni varijabli)Neka je zadan integral
I =D
f (x , y , z)dx dy dz, D R3
i neka je funkcija f neprekidna i integrabilna na skupu D.
Neka je D R3 i neka su , , : D R diferencijabilne funkcije zakoje je preslikavanje p : D D definirano s
p (u, v ,w) = ( (u, v ,w) , (u, v ,w) , (u, v ,w))
bijekcija.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 52 / 70
Zamjena varijabli
Teorem (o zamjeni varijabli)Neka je zadan integral
I =D
f (x , y , z)dx dy dz, D R3
i neka je funkcija f neprekidna i integrabilna na skupu D.Neka je D R3 i neka su , , : D R diferencijabilne funkcije zakoje je preslikavanje p : D D definirano s
p (u, v ,w) = ( (u, v ,w) , (u, v ,w) , (u, v ,w))
bijekcija.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 52 / 70
Zamjena varijabli
Teorem (o zamjeni varijabli)
Ako je Jakobijan (Jacobijeva matrica)
J (u, v ,w) =
u
v
w
u
v
w
u
v
w
6= 0, (u, v ,w) D ,
onda je D
f (x , y , z)dx dy dz =
=D
f ( (u, v ,w) , (u, v ,w) , (u, v ,w)) |J |du dv dw .
x , y i z mogu biti varijable u bilo kojem sustavu (ne nuzno Kartezijevom).
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 53 / 70
Zamjena varijabli
Teorem (o zamjeni varijabli)
Ako je Jakobijan (Jacobijeva matrica)
J (u, v ,w) =
u
v
w
u
v
w
u
v
w
6= 0, (u, v ,w) D ,onda je
D
f (x , y , z)dx dy dz =
=D
f ( (u, v ,w) , (u, v ,w) , (u, v ,w)) |J |du dv dw .
x , y i z mogu biti varijable u bilo kojem sustavu (ne nuzno Kartezijevom).
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 53 / 70
Zamjena varijabli
Teorem (o zamjeni varijabli)
Ako je Jakobijan (Jacobijeva matrica)
J (u, v ,w) =
u
v
w
u
v
w
u
v
w
6= 0, (u, v ,w) D ,onda je
D
f (x , y , z)dx dy dz =
=D
f ( (u, v ,w) , (u, v ,w) , (u, v ,w)) |J |du dv dw .
x , y i z mogu biti varijable u bilo kojem sustavu (ne nuzno Kartezijevom).
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 53 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerKod prelaska iz Kartezijevog u sferni koordinatni sustav mozemo uzeti
u = r , (r , , ) = r sin cos ,
v = , (r , , ) = r sin sin ,
w = , (r , , ) = r cos .
Nadalje, ako je D = R3, onda je D = [0,) [0,] [,].Iz definicije sfernih koordinata vidimo da je preslikavanje
p : D D , p (r , , ) = (x , y , z)
bijekcija.Funkcije , , su diferencijabilne, a Jakobijan je:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 54 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerKod prelaska iz Kartezijevog u sferni koordinatni sustav mozemo uzeti
u = r , (r , , ) = r sin cos ,
v = , (r , , ) = r sin sin ,
w = , (r , , ) = r cos .
Nadalje, ako je D = R3, onda je D = [0,) [0,] [,].
Iz definicije sfernih koordinata vidimo da je preslikavanje
p : D D , p (r , , ) = (x , y , z)
bijekcija.Funkcije , , su diferencijabilne, a Jakobijan je:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 54 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerKod prelaska iz Kartezijevog u sferni koordinatni sustav mozemo uzeti
u = r , (r , , ) = r sin cos ,
v = , (r , , ) = r sin sin ,
w = , (r , , ) = r cos .
Nadalje, ako je D = R3, onda je D = [0,) [0,] [,].Iz definicije sfernih koordinata vidimo da je preslikavanje
p : D D , p (r , , ) = (x , y , z)
bijekcija.
Funkcije , , su diferencijabilne, a Jakobijan je:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 54 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerKod prelaska iz Kartezijevog u sferni koordinatni sustav mozemo uzeti
u = r , (r , , ) = r sin cos ,
v = , (r , , ) = r sin sin ,
w = , (r , , ) = r cos .
Nadalje, ako je D = R3, onda je D = [0,) [0,] [,].Iz definicije sfernih koordinata vidimo da je preslikavanje
p : D D , p (r , , ) = (x , y , z)
bijekcija.Funkcije , , su diferencijabilne, a Jakobijan je:
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 54 / 70
Zamjena varijabli
Primjer
J =
r
r
r
=sin cos r cos cos r sin sin sin sin r cos sin r sin cos cos r sin 0
= r2 sin .
Zbog uvjeta [0,] imamo sin 0 pa je
|J | =r2 sin = r2 sin .
ZadatakIzvedite Jakobijan za cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 55 / 70
Zamjena varijabli
Primjer
J =
r
r
r
=sin cos r cos cos r sin sin sin sin r cos sin r sin cos cos r sin 0
= r2 sin .Zbog uvjeta [0,] imamo sin 0 pa je
|J | =r2 sin = r2 sin .
ZadatakIzvedite Jakobijan za cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 55 / 70
Zamjena varijabli
Primjer
J =
r
r
r
=sin cos r cos cos r sin sin sin sin r cos sin r sin cos cos r sin 0
= r2 sin .Zbog uvjeta [0,] imamo sin 0 pa je
|J | =r2 sin = r2 sin .
ZadatakIzvedite Jakobijan za cilindricne koordinate.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 55 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerZa n = 2 Teorem o zamjeni varijabli primjenjujemo tako to zanemarimotrecu varijablu pa Jakobijan postaje determinanta materice drugog reda.
Npr. za prelazak iz Kartezijevih u polarne koordinate vrijedi
x = r cos (r , ) ,y = r sin (r , ) .
Stoga je
J =
r
r
=cos r sin sin r cos
= rpa zbog r 0 imamo |J | = r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 56 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerZa n = 2 Teorem o zamjeni varijabli primjenjujemo tako to zanemarimotrecu varijablu pa Jakobijan postaje determinanta materice drugog reda.Npr. za prelazak iz Kartezijevih u polarne koordinate vrijedi
x = r cos (r , ) ,y = r sin (r , ) .
Stoga je
J =
r
r
=cos r sin sin r cos
= rpa zbog r 0 imamo |J | = r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 56 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerZa n = 2 Teorem o zamjeni varijabli primjenjujemo tako to zanemarimotrecu varijablu pa Jakobijan postaje determinanta materice drugog reda.Npr. za prelazak iz Kartezijevih u polarne koordinate vrijedi
x = r cos (r , ) ,y = r sin (r , ) .
Stoga je
J =
r
r
=cos r sin sin r cos
= r
pa zbog r 0 imamo |J | = r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 56 / 70
Zamjena varijabli
PrimjerZa n = 2 Teorem o zamjeni varijabli primjenjujemo tako to zanemarimotrecu varijablu pa Jakobijan postaje determinanta materice drugog reda.Npr. za prelazak iz Kartezijevih u polarne koordinate vrijedi
x = r cos (r , ) ,y = r sin (r , ) .
Stoga je
J =
r
r
=cos r sin sin r cos
= rpa zbog r 0 imamo |J | = r .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 56 / 70
Momenti i tezita
Promotrimo ravnu plocu P gustoce (x , y) koja zauzima podrucjeD R2.
Podijelimo plocu na male pravokutnike Pij povrine P = xy .Oznacimo sredite pravokutnika Pij s
(x i , y j
). Masa mij tada je
priblizno jednakamij
(x i , y j
)P.
Momenti oko osi x i osi y su priblizno jednaki
[Mx ]ij mijy ij =[(x i , y j
)P]y ij ,
[My ]ij mijx ij =[(x i , y j
)P]x ij .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 57 / 70
Momenti i tezita
Promotrimo ravnu plocu P gustoce (x , y) koja zauzima podrucjeD R2.Podijelimo plocu na male pravokutnike Pij povrine P = xy .
Oznacimo sredite pravokutnika Pij s(x i , y j
). Masa mij tada je
priblizno jednakamij
(x i , y j
)P.
Momenti oko osi x i osi y su priblizno jednaki
[Mx ]ij mijy ij =[(x i , y j
)P]y ij ,
[My ]ij mijx ij =[(x i , y j
)P]x ij .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 57 / 70
Momenti i tezita
Promotrimo ravnu plocu P gustoce (x , y) koja zauzima podrucjeD R2.Podijelimo plocu na male pravokutnike Pij povrine P = xy .Oznacimo sredite pravokutnika Pij s
(x i , y j
). Masa mij tada je
priblizno jednakamij
(x i , y j
)P.
Momenti oko osi x i osi y su priblizno jednaki
[Mx ]ij mijy ij =[(x i , y j
)P]y ij ,
[My ]ij mijx ij =[(x i , y j
)P]x ij .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 57 / 70
Momenti i tezita
Promotrimo ravnu plocu P gustoce (x , y) koja zauzima podrucjeD R2.Podijelimo plocu na male pravokutnike Pij povrine P = xy .Oznacimo sredite pravokutnika Pij s
(x i , y j
). Masa mij tada je
priblizno jednakamij
(x i , y j
)P.
Momenti oko osi x i osi y su priblizno jednaki
[Mx ]ij mijy ij =[(x i , y j
)P]y ij ,
[My ]ij mijx ij =[(x i , y j
)P]x ij .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 57 / 70
Momenti i tezita
Sumirajuci po svim i i j te prelaskom na limes kada P tezi k nulidobijemo
m = limP0i ,j
mij =D
(x , y)dP,
Mx = limP0i ,j
[Mx ]ij =D
y (x , y)dP,
My = limP0i ,j
[My ]ij =D
x (x , y)dP,
pri cemu su m, Mx i My redom masa ploce P , moment ploce P okoosi x i moment ploce P oko osi y .
Koordinate tezita ploce P su jednake
x =Mym, y =
Mxm.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 58 / 70
Momenti i tezita
Sumirajuci po svim i i j te prelaskom na limes kada P tezi k nulidobijemo
m = limP0i ,j
mij =D
(x , y)dP,
Mx = limP0i ,j
[Mx ]ij =D
y (x , y)dP,
My = limP0i ,j
[My ]ij =D
x (x , y)dP,
pri cemu su m, Mx i My redom masa ploce P , moment ploce P okoosi x i moment ploce P oko osi y .Koordinate tezita ploce P su jednake
x =Mym, y =
Mxm.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 58 / 70
Momenti i tezita
PrimjerOdredite tezite polukruzne ploce cija je gustoca jednaka udaljenosti odsredita kruga.
Ako sredite kruga smjestimo u ishodite, jednadzba kruga glasix2 + y2 = a2 pa je gustoca ploce u tocki (x , y) dana formulom
(x , y) =x2 + y2.
Prelaskom na polarne kordinate imamo
m =D
(x , y)dP =D
x2 + y2 dP =
0
a0
r r dr d = 13
a3.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 59 / 70
Momenti i tezita
PrimjerOdredite tezite polukruzne ploce cija je gustoca jednaka udaljenosti odsredita kruga.Ako sredite kruga smjestimo u ishodite, jednadzba kruga glasix2 + y2 = a2 pa je gustoca ploce u tocki (x , y) dana formulom
(x , y) =x2 + y2.
Prelaskom na polarne kordinate imamo
m =D
(x , y)dP =D
x2 + y2 dP =
0
a0
r r dr d = 13
a3.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 59 / 70
Momenti i tezita
PrimjerOdredite tezite polukruzne ploce cija je gustoca jednaka udaljenosti odsredita kruga.Ako sredite kruga smjestimo u ishodite, jednadzba kruga glasix2 + y2 = a2 pa je gustoca ploce u tocki (x , y) dana formulom
(x , y) =x2 + y2.
Prelaskom na polarne kordinate imamo
m =D
(x , y)dP =D
x2 + y2 dP =
0
a0
r r dr d = 13
a3.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 59 / 70
Momenti i tezita
PrimjerKako su ploca i funkcija gustoce simetricne s obzirom na os y tezite senalazi na y-osi, odnosno vrijedi x = 0.
y =1m
D
y (x , y)dP =3
a3
0
a0
r sin r r dr d = 3a2.
Dakle, tezite se nalazi u tocki T =(0, 3a2
).
ZadatakNaite tezite trokutaste ploce s vrhovima (0, 0) , (2, 0) i (0, 1) ifunkcijom gustoce (x , y) = 1+ 2x + y.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 60 / 70
Momenti i tezita
PrimjerKako su ploca i funkcija gustoce simetricne s obzirom na os y tezite senalazi na y-osi, odnosno vrijedi x = 0.
y =1m
D
y (x , y)dP =3
a3
0
a0
r sin r r dr d = 3a2.
Dakle, tezite se nalazi u tocki T =(0, 3a2
).
ZadatakNaite tezite trokutaste ploce s vrhovima (0, 0) , (2, 0) i (0, 1) ifunkcijom gustoce (x , y) = 1+ 2x + y.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 60 / 70
Momenti i tezita
PrimjerKako su ploca i funkcija gustoce simetricne s obzirom na os y tezite senalazi na y-osi, odnosno vrijedi x = 0.
y =1m
D
y (x , y)dP =3
a3
0
a0
r sin r r dr d = 3a2.
Dakle, tezite se nalazi u tocki T =(0, 3a2
).
ZadatakNaite tezite trokutaste ploce s vrhovima (0, 0) , (2, 0) i (0, 1) ifunkcijom gustoce (x , y) = 1+ 2x + y.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 60 / 70
Momenti i tezita
PrimjerKako su ploca i funkcija gustoce simetricne s obzirom na os y tezite senalazi na y-osi, odnosno vrijedi x = 0.
y =1m
D
y (x , y)dP =3
a3
0
a0
r sin r r dr d = 3a2.
Dakle, tezite se nalazi u tocki T =(0, 3a2
).
ZadatakNaite tezite trokutaste ploce s vrhovima (0, 0) , (2, 0) i (0, 1) ifunkcijom gustoce (x , y) = 1+ 2x + y.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 60 / 70
Moment inercije
Moment inercije ili moment drugog reda cestice mase m oko osi xdefiniran je kao md3 pri cemu je d udaljenost cestice od osi.
Kao i prije podijelimo plocu na pravokutnike, zbrojimo momenteinercije oko osi x svih pravokutnika te preemo na limes kada povrinepravokutnika teze u nulu.
Na ovaj nacin dobijemo moment inercije ploce P oko osi x :
Ix =D
y2 (x , y)dP .
Slicno dobijemo i izraz za moment inercije ploce P oko osi y :
Iy =D
x2 (x , y)dP .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 61 / 70
Moment inercije
Moment inercije ili moment drugog reda cestice mase m oko osi xdefiniran je kao md3 pri cemu je d udaljenost cestice od osi.
Kao i prije podijelimo plocu na pravokutnike, zbrojimo momenteinercije oko osi x svih pravokutnika te preemo na limes kada povrinepravokutnika teze u nulu.
Na ovaj nacin dobijemo moment inercije ploce P oko osi x :
Ix =D
y2 (x , y)dP .
Slicno dobijemo i izraz za moment inercije ploce P oko osi y :
Iy =D
x2 (x , y)dP .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 61 / 70
Moment inercije
Moment inercije ili moment drugog reda cestice mase m oko osi xdefiniran je kao md3 pri cemu je d udaljenost cestice od osi.
Kao i prije podijelimo plocu na pravokutnike, zbrojimo momenteinercije oko osi x svih pravokutnika te preemo na limes kada povrinepravokutnika teze u nulu.
Na ovaj nacin dobijemo moment inercije ploce P oko osi x :
Ix =D
y2 (x , y)dP .
Slicno dobijemo i izraz za moment inercije ploce P oko osi y :
Iy =D
x2 (x , y)dP .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 61 / 70
Moment inercije
Moment inercije ili moment drugog reda cestice mase m oko osi xdefiniran je kao md3 pri cemu je d udaljenost cestice od osi.
Kao i prije podijelimo plocu na pravokutnike, zbrojimo momenteinercije oko osi x svih pravokutnika te preemo na limes kada povrinepravokutnika teze u nulu.
Na ovaj nacin dobijemo moment inercije ploce P oko osi x :
Ix =D
y2 (x , y)dP .
Slicno dobijemo i izraz za moment inercije ploce P oko osi y :
Iy =D
x2 (x , y)dP .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 61 / 70
Moment inercije
Moment inercije ploce P oko ishodita definiramo kao
I0 =D
(x2 + y2
) (x , y)dP .
Primjetimo da vrijediI0 = Ix + Iy .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 62 / 70
Moment inercije
Moment inercije ploce P oko ishodita definiramo kao
I0 =D
(x2 + y2
) (x , y)dP .
Primjetimo da vrijediI0 = Ix + Iy .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 62 / 70
Moment inercije
PrimjerNaite momente intercije homogenog diska gustoce , radijusa a scentrom u ishoditu.
Rub podrucja integracije je kruznica x2 + y2 = a2 pa u polarnimkoordinatama imamo
I0 =D
(x2 + y2
) (x , y)dP =
20
a0
r2r dr d =12
a4.
Zbog simetrije je Ix = Iy iz cega slijedi
Ix = Iy =12I0 =
14
a4.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 63 / 70
Moment inercije
PrimjerNaite momente intercije homogenog diska gustoce , radijusa a scentrom u ishoditu.Rub podrucja integracije je kruznica x2 + y2 = a2 pa u polarnimkoordinatama imamo
I0 =D
(x2 + y2
) (x , y)dP =
20
a0
r2r dr d =12
a4.
Zbog simetrije je Ix = Iy iz cega slijedi
Ix = Iy =12I0 =
14
a4.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 63 / 70
Moment inercije
PrimjerNaite momente intercije homogenog diska gustoce , radijusa a scentrom u ishoditu.Rub podrucja integracije je kruznica x2 + y2 = a2 pa u polarnimkoordinatama imamo
I0 =D
(x2 + y2
) (x , y)dP =
20
a0
r2r dr d =12
a4.
Zbog simetrije je Ix = Iy iz cega slijedi
Ix = Iy =12I0 =
14
a4.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 63 / 70
Moment inercije
PrimjerUocimo da je masa diska jednaka
m = a2
pa mozemo pisati
I0 =12ma2.
Dakle, povecamo li masu ili radijus diska, povecat ce se i moment inercije.to je momen inercije veci, to je teze pokretanje i zaustavljanje rotacijediska oko osovine.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 64 / 70
Moment inercije
PrimjerUocimo da je masa diska jednaka
m = a2
pa mozemo pisati
I0 =12ma2.
Dakle, povecamo li masu ili radijus diska, povecat ce se i moment inercije.to je momen inercije veci, to je teze pokretanje i zaustavljanje rotacijediska oko osovine.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 64 / 70
Momenti tijela
Promotrimo trodimenzionalni slucaj tijela gustoce (x , y , z) kojezauzima podrucje D R3.
Slicnim razmatranjem dobijemo da je masa tijela jednaka
m =D
(x , y , z)dV,
pri cemu je dV element volumena kao i prije.Momenti oko koordinatnih ravnina su redom
Myz =D
x (x , y , z)dV,
Mxz =D
y (x , y , z)dV,
Mxy =D
z (x , y , z)dV .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 65 / 70
Momenti tijela
Promotrimo trodimenzionalni slucaj tijela gustoce (x , y , z) kojezauzima podrucje D R3.Slicnim razmatranjem dobijemo da je masa tijela jednaka
m =D
(x , y , z)dV,
pri cemu je dV element volumena kao i prije.
Momenti oko koordinatnih ravnina su redom
Myz =D
x (x , y , z)dV,
Mxz =D
y (x , y , z)dV,
Mxy =D
z (x , y , z)dV .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 65 / 70
Momenti tijela
Promotrimo trodimenzionalni slucaj tijela gustoce (x , y , z) kojezauzima podrucje D R3.Slicnim razmatranjem dobijemo da je masa tijela jednaka
m =D
(x , y , z)dV,
pri cemu je dV element volumena kao i prije.Momenti oko koordinatnih ravnina su redom
Myz =D
x (x , y , z)dV,
Mxz =D
y (x , y , z)dV,
Mxy =D
z (x , y , z)dV .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 65 / 70
Momenti tijela
Tezite se nalazi u tocki T = (x , y , z) gdje je
x =Myzm, y =
Mxzm, z =
Mxym.
Momenti inercije oko koordinatnih osiju su
Ix =D
(y2 + z2
) (x , y , z)dV,
Iy =D
(x2 + z2
) (x , y , z)dV,
Iz =D
(x2 + y2
) (x , y , z)dV .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 66 / 70
Momenti tijela
Tezite se nalazi u tocki T = (x , y , z) gdje je
x =Myzm, y =
Mxzm, z =
Mxym.
Momenti inercije oko koordinatnih osiju su
Ix =D
(y2 + z2
) (x , y , z)dV,
Iy =D
(x2 + z2
) (x , y , z)dV,
Iz =D
(x2 + y2
) (x , y , z)dV .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 66 / 70
Momenti tijela
PrimjerNaite tezite tijela homogene gustoce koje je omeeno plohom
z = 11 (x 1)2 i ravninama x = 0, y = 0, y = 1 i z = 0.
Na slici (a) je prikazano tijelo (koje ima oblik idealne naprave za blokadukotaca), a na slici (b) je projekcija tijela na ravninu xz
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 67 / 70
Momenti tijela
PrimjerNaite tezite tijela homogene gustoce koje je omeeno plohom
z = 11 (x 1)2 i ravninama x = 0, y = 0, y = 1 i z = 0.
Na slici (a) je prikazano tijelo (koje ima oblik idealne naprave za blokadukotaca), a na slici (b) je projekcija tijela na ravninu xz
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 67 / 70
Momenti tijela
PrimjerNaite tezite tijela homogene gustoce koje je omeeno plohom
z = 11 (x 1)2 i ravninama x = 0, y = 0, y = 1 i z = 0.
Na slici (a) je prikazano tijelo (koje ima oblik idealne naprave za blokadukotaca), a na slici (b) je projekcija tijela na ravninu xz
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 67 / 70
Momenti tijela
PrimjerTijelo zaprema podrucje
D ={(x , y , z) R3 : 0 x 1, 0 y 1, 0 z 1
1 (x 1)2
}.
Masa tijela jednaka je
m =D
dV = 10
10
11(x1)20
dz dy dx = (1
4
).
Do rjeenja mozemo doci i jednostavnije: buduci da ovo tijelo imahomoegnu gustocu, masa je jednaka umnoku gustoce i volumena.Volumen V jednak je povrini baze P (slika b) i visine koja je jednaka 1.P je jednaka razlici povrine jedinicnog kvadrata i cetvrtine povrinejedinicnog kruga. Dakle, V = P 1 = 1 4 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 68 / 70
Momenti tijela
PrimjerTijelo zaprema podrucje
D ={(x , y , z) R3 : 0 x 1, 0 y 1, 0 z 1
1 (x 1)2
}.
Masa tijela jednaka je
m =D
dV = 10
10
11(x1)20
dz dy dx = (1
4
).
Do rjeenja mozemo doci i jednostavnije: buduci da ovo tijelo imahomoegnu gustocu, masa je jednaka umnoku gustoce i volumena.
Volumen V jednak je povrini baze P (slika b) i visine koja je jednaka 1.P je jednaka razlici povrine jedinicnog kvadrata i cetvrtine povrinejedinicnog kruga. Dakle, V = P 1 = 1 4 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 68 / 70
Momenti tijela
PrimjerTijelo zaprema podrucje
D ={(x , y , z) R3 : 0 x 1, 0 y 1, 0 z 1
1 (x 1)2
}.
Masa tijela jednaka je
m =D
dV = 10
10
11(x1)20
dz dy dx = (1
4
).
Do rjeenja mozemo doci i jednostavnije: buduci da ovo tijelo imahomoegnu gustocu, masa je jednaka umnoku gustoce i volumena.Volumen V jednak je povrini baze P (slika b) i visine koja je jednaka 1.P je jednaka razlici povrine jedinicnog kvadrata i cetvrtine povrinejedinicnog kruga. Dakle, V = P 1 = 1 4 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 68 / 70
Momenti tijela
PrimjerVrijedi
Mxz =D
y dV =12
(1
4
)pa je
y =Mxzm
=12.
Ovo je bilo za ocekivati, s obzirom da tijelo ima homogenu gustocu isimetricno je s obzirom na pravac y = 12 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 69 / 70
Momenti tijela
PrimjerVrijedi
Mxz =D
y dV =12
(1
4
)pa je
y =Mxzm
=12.
Ovo je bilo za ocekivati, s obzirom da tijelo ima homogenu gustocu isimetricno je s obzirom na pravac y = 12 .
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 69 / 70
Momenti tijela
PrimjerNadalje,
Mxy =D
z dV = 10 312
pa je z = Mxym =1033(4) .
Zbog simetrije mora vrijediti x = z pa se tezite nalazi u tocki
T =(10 33 (4 ) ,
12,10 33 (4 )
).
ZadatakNaite tezite tijela homogene gustoce koje je omeeno parabolickimcilindrom y2 = x i ravninama x = 1 , z = 0 i z = x.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 70 / 70
Momenti tijela
PrimjerNadalje,
Mxy =D
z dV = 10 312
pa je z = Mxym =1033(4) .
Zbog simetrije mora vrijediti x = z pa se tezite nalazi u tocki
T =(10 33 (4 ) ,
12,10 33 (4 )
).
ZadatakNaite tezite tijela homogene gustoce koje je omeeno parabolickimcilindrom y2 = x i ravninama x = 1 , z = 0 i z = x.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 70 / 70
Momenti tijela
PrimjerNadalje,
Mxy =D
z dV = 10 312
pa je z = Mxym =1033(4) .
Zbog simetrije mora vrijediti x = z pa se tezite nalazi u tocki
T =(10 33 (4 ) ,
12,10 33 (4 )
).
ZadatakNaite tezite tijela homogene gustoce koje je omeeno parabolickimcilindrom y2 = x i ravninama x = 1 , z = 0 i z = x.
Gordan Radobolja (PMF) Matematika 2 22. rujna 2013. 70 / 70
Definicija i osnovna svojstva viestrukog integralaDekompozicija kvadraIntegralne sumeIntegral nad kvadromIntegral nad neravnim podrucjemSvojstva
Dvostruki integralDvostruki integral nad kvadromIntegral nad podrucjem omeenim krivuljamaVolumen i povrinaPolarne koordinateNepravi integral
Trostruki integralTrostruki integral nad kvadromTrostruki integral nad neravnim podrucjemCilindricne i sferne koordinate
Zamjena varijabliMomenti i teita