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积分思想在立体体积计算中的应用(3)

时间:2022-02-28 22:41来源:毕业论文
假设是一个平面有界图形,用一个和坐标轴平行的一组直线网分割这个图形(图1-2)。这个时候直线网的网眼小闭矩形可分为三类:(1)上的点都是的内

假设是一个平面有界图形,用一个和坐标轴平行的一组直线网分割这个图形(图1-2)。这个时候直线网的网眼——小闭矩形可分为三类:(1)上的点都是的内点,(2)上的点都是的外点,也就是,(3)上含有的边界点。

图1-2

我们将所有属于直线网的第(1)类小矩形(图1-2中阴影部分)的面积加起来,记这个和数为,则有(这里表示包含的那个矩形的面积);把第(1)类和第(3)类小矩形的面积加起来,把这个和数记作,就有。文献综述

数集有上确界,数集有下确界,记

通常称为的内面积,为的外面积。

定义3  如果平面图形的内面积和它的外面积相等,就称是可求面积,并把它们的共同值称为的面积。

定理1。1  平面有界图形可求面积的充要条件是:总是存在直线网,对任意给出的,有

证明 (必要性)假设平面有界图形的面积为。由定义3,有,对任给的,有及的定义知道,分别存在直线网与,使得

是由和这两个直线网合并之后的直线网,可以得到

,   ,

于是由(1-3)可得

从而得到对直线网有。

(充分性存在某一个直线网,假设对任意给出的,都使(1-2)式成立。但

所以  由的任意性,因此,因而平面图形可求面积。

定理1。2  平面有界图形可以求出面积的充要条件为:的边界的面积为零。

证明  由定理1。1,可求面积的充要条件是:对任给的,存在直线网,使得。由于

所以也有。由上述可得,的边界的面积为零。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

定理1。3  如果曲线是定义在上的连续函数的图像,那么曲线的面积等于零。

定义4 在可以求出面积的闭区域上,定义一个函数。如果存在某一个正数对任意给出的正数,使得对的分割,它的细度满足,那么属于的所有积分之和都满足

这个时候就称为在上可积,数称为函数在上的二重积分,记作

 ,                     

这里是积分区域,是积分变量,是二重积分的被积函数。

从二重积分的定义可以看出,如果在区域上可积,那么就和定积分的情况一样,对任意一个分割,只要,(1-4)式都是成立的。

定理1。4 在上可积的充要条件是:

定理1。5 在上可积的充要条件是:对于任给的正数,存在的某个分割,使得。

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