Консультация № 199557
07.11.2020, 20:09
0.00 руб.
0 4 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Найти объем тела, заданного ограничивающими его поверхностями. При вычислении перейти к полярным координатам
z=√(x2+y2)
z=0
x2+y2=R2

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
12.11.2020, 12:01
общий
Адресаты:
Я уже решил Вашу задачу. Ч-з пару часов проверю всё и отправлю Вам решение-ответ.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
12.11.2020, 13:51
общий
это ответ
Здравствуйте, iranisimova36@gmail.com!
Даны ограничивающие поверхности : x2 + y2 = R2 ; z1 = 0 ; z2 = [$8730$](x2 + y2) .
Перейти к полярным координатам и вычислить объём тела м-ду указанными поверхностями.

Решение : Связь объём тела с полярнымы координатами хорошо описана в учебной статье "Тройные интегралы. Вычисление объёма тела. Тройной интеграл в цилиндрических координатах" Ссылка . Цитирую : "Цилиндрические координаты - это, по сути, полярные координаты в пространстве. В цилиндрической системе координат положение точки M пространства определяется полярными координатами [$966$] и r точки M' - проекции точки M на плоскость XOY и аппликатой z самой точки M .
Переход от трёхмерной декартовой системы к цилиндрической системе координат осуществляется по следующим формулам:
x = r·cos([$966$]) ; y = r·sin([$966$])
z = z (аппликата остаётся неизменной)
"

Применительно к нашей задаче преобразование выглядит следующим образом:
V = v[$8747$][$8747$][$8747$] f(x;y;z)·dx·dy·dz ==> v[$8747$][$8747$][$8747$] f(r·cos([$966$]);r·sin([$966$]);z)·r·dr·d[$966$]·dz

Заменяем декартовы уравнения заданных поверхностей на цилиндрические:
x2 + y2 = R2
[r·cos([$966$])]2 + [r·sin([$966$])]2 = R2
r2·[cos2([$966$]) + sin2([$966$])] = R2
r2·1 = R2
r = R - боковая поверхность цилиндра.

z1 = 0 ==> z1 = 0 - дно цилиндра.

z2 = [$8730$](x2 + y2)
z2 = [$8730$]{[r·cos([$966$])]2 + [r·sin([$966$])]2}
z2 = [$8730$](r2)
z2 = r - верхняя поверхность коронки.

Чертим график. Заданное тело представляет собой коронку, полученную из цилиндра с высверленным сверху конусом.
Чтоб Вам легче было представить его : на плоскости xOy (z1 = 0 ; на столе) стоит цилиндр (пенёк) радиусом R и высотой H = R . В этом пеньке сверху высверлили коническое дупло до самого дна. Чертёж и вычисления прилагаю ниже.

Ответ : Объём тела равен 2·[$960$] ·R3 / 3 ед3.
Переходить из цилиндрических координат к полностью полярным координатам имеет смысл в решениях задач со сферическими поверхностями (куполами). В текущей задаче вертикальные ограничивающие поверхности (z1 = 0 и z2(r) = r ) не имеют никакой зависимости от зенитного угла. Поэтому добавление полярно-зенитного угла в решение бессмысленно и усложнят процесс.
5
давно
Посетитель
404403
45
12.11.2020, 14:41
общий
Адресаты:
Большое спасибо
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
12.11.2020, 14:49
общий
Адресаты:
Наздоровье Вам!
Форма ответа