Формулы / Интегральное исчисление / Двойные и n-кратные интегралы / Определение и существование двойного интеграла / 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
решения некоторых задач
Отметим, что в этом определении термин "многоугольник" можно заменить термином "элементарная фигура". Это следует из того, что любая элементарная фигура является многоугольником, а любой многоугольник с площадью, меньшей числа ε, содержится в элементарной фигуре, имеющей площадь, меньшую числа 8ε*.
Легко доказать следующее утверждение.
Если Г имеет площадь нуль и если плоскость покрыта квадратной сеткой с шагом h, то для любого ε > 0 найдется h > 0 такое, что сумма площадей всех имеющих общие точки с Г квадратов меньше ε.
В самом деле, для любого ε > 0 можно фиксировать некоторую элементарную фигуру Q, содержащую внутри себя Г и имеющую площадь, меньшую ε/4. После этого остается заметить, что при достаточно малом шаге квадратной сетки h все квадраты, имеющие общие с Г точки, содержатся в элементарной фигуре, получающейся заменой каждого прямоугольника Q вдвое большим прямоугольником с тем же центром. Подчеркнем, что класс кривых площади нуль весьма широк. Этому классу принадлежит, например, любая спрямляемая кривая (см. теорему).
Перейдем теперь к определению двойного интеграла для произвольной двумерной области D.
Пусть D - замкнутая ограниченная область, граница Г которой имеет площадь нуль, а f(x, y) - произвольная функция, определенная и ограниченная в области D.
Обозначим через R любой прямоугольник (со сторонами параллельными координатным осям), содержащий область D (см. Рис. 2).
Определим в прямоугольнике R следующую функцию:
(2)
решения некоторых задач
-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-
___________________________________
* В самом деле: 1) многоугольник равен конечной сумме треугольников; 2) каждый треугольник равен сумме (или разности) двух прямоугольных треугольников; 3) прямоугольный треугольник содержится в прямоугольнике, вдвое большем по площади; 4) любой прямоугольник равен сумме конечного числа квадратов и одного прямоугольника, отношение сторон которого заключено между 1 и 2; 5) любой квадрат содержится во вдвое большем по площади квадрате со сторонами, параллельными осям Ox и Oy; 6) любой прямоугольник с отношением сторон, заключенным между 1 и 2, может быть дополнен до квадрата и потому содержится во вчетверо большем по площади квадрате со сторонами, параллельными осям Ox и Oy.
|