тичных поверхностей Ω1 , Ω 2 , ... , Ω n без общих внутренних точек с площадями ∆S1 , ∆S 2 , ... , ∆S n и диаметрами d1 , d 2 , ... , d n . В каждой частичной поверхности Ω i , i = 1,2,..., n , возьмем произвольную точку M i (ξ i ;ηi ; ζ i ) (рис.1). Лекция 3. ПОВЕРХНОСТНЫЙ ИНТЕГРАЛ ПЕРВОГО РОДА 1. Задача о массе изогнутой пластины. 2. Определение и свойства поверхностного интеграла первого рода. 3. Вычисление поверхностного интеграла первого рода. 4. Приложения поверхностных интегралов первого рода. 1. Задача о массе изогнутой пластины. Пусть на поверхности Ω непрерывно распределено вещество с известной плотностью ρ (x; y; z ) . Требуется определить массу материальной поверхности Ω . Разобьем поверхность Ω на n частичных поверхностей Ω1 , Ω 2 , ... , Ω n без общих внутренних точек с площадями ∆S1 , ∆S 2 , ... , ∆S n и диаметрами d1 , d 2 , ... , d n . Наибольший из диаметров обозначим λ = max d (Ω i ) . Предположим, что в каждой части 1≤i ≤ n Ω i , i = 1,2,..., n плотность постоянна и равна ρ (ξ i ;ηi ; ζ i ) , где точка M i (ξ i ;ηi ; ζ i ) ∈ Ω i . Тогда масса i -ой части Ω i поверхности Ω приблизительно равна mi ≈ ρ (ξ i ;η i ; ζ i ) ⋅ ∆S i . Для массы всей поверхности имеем n n m ≈ ∑ mi = ∑ ρ (ξ i ;η i ; ζ i ) ⋅ ∆S i . i =1 Рис.1. О п р е д е л е н и е 1. Сумма n ∑ f (ξ i ;ηi ;ζ i ) ⋅ ∆Si (2) i =1 называется интегральной суммой для функции f (x; y; z ) по поверхности Ω . О п р е д е л е н и е 2. Поверхностным интегралом первого рода от функции f (x; y; z ) называется предел (если он существует) интегральной суммы (2) при λ → 0 . Обозначается: n ∫∫ f (x; y; z )dS = lim ∑ f (ξi ;ηi ;ζ i ) ⋅ ∆Si , i =1 Переходя к пределу при λ → 0 , получим точное значение массы λ →0 Ω (3) i =1 2. Определение поверхностного интеграла первого рода. Пусть в точках некоторой поверхности Ω ∈ R 3 , гладкой или функция f (x; y; z ) называется интегрируемой по поверхности Ω , поверхность Ω – поверхностью интегрирования, dS – элемент поверхности. Основными свойствами поверхностного интеграла первого рода являются следующие. 1. ∫∫ dS = Ѕ , где S – площадь поверхности Ω . кусочно-гладкой, с площадью S определена непрерывная ограниченная функция f (x; y; z ) . Разобьем поверхность Ω на n час- 2 (линейность). Если α и β — произвольные постоянные числа, функции f (x; y; z ) и g (x; y; z ) интегрируемы на поверх- 205 206 n m = lim ∑ ρ (ξ i ;ηi ; ζ i ) ⋅ ∆S i . λ →0 (1) i =1 Ω