TÍNH TÍCH PHÂN HÀM NHIỀU BIẾN
1) Tính tích phân kép
a)
trong đó
D = { (x, y) : 0 ≤ x ≤ 3,0 ≤ y ≤ 1}
I = ∫∫ (6x 2 y3 − 5y 4 )dxdy
D
Lời giải:
3
1
3
3
3x 2
x3
21
I = ∫∫ (6x y − 5y )dxdy = ∫ dx ∫ (6x y − 5y )dy = ∫
− 1÷
dx
=
−
x
=
÷
2
2
0 2
D
0
0
0
2 3
4
b)
2 3
4
trong đó
I = ∫∫
D
xy 2
x2 + 1
D = { (x, y) : 0 ≤ x ≤ 1, −3 ≤ y ≤ 3}
dxdy
Lời giải:
1
3
1
3
1
y
2
I = ∫∫ 2
dxdy = ∫ 2
∫ y dy = 2 2 ln(x + 1) 0 3 = 9ln 2
x
+
1
x
+
1
0
D
0
−3
xy 2
xdx
3
2
c)
trong đó
I = ∫∫ y3 cos 2 x dxdy
D
;
π
D = − , π × [ 1,2]
2
Lời giải:
π
2
y 4 2x − sin 2x π
45π
3
2
3
2
I = ∫∫ y cos x dxdy = ∫ y dy ∫ cos x dx =
=
π 16
4
−
4
π
D
1
2
2
−
2
1
d)
trong đó
;
D = [ 0,2] × [ −2,2]
I = ∫∫ (x 2 + 3xy − y x )dxdy
D
Lời giải:
do hàm lẻ với biến y và miền lấy tích
2
I = ∫∫ (x + 3xy − y x )dxdy = 4 ∫ x 2 dx =
2
D
0
32
3
phân đối xứng qua Ox.
e)
trong đó
I = ∫∫ e
.
D = { (x, y) : 0 ≤ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ 1}
x−y
dxdy
∫∫
e x − y dxdy +
D
Lời giải:
I = ∫∫ e
x−y
dxdy =
0 ≤ x ≤1
0≤ y ≤ x
D
1
x
0
0
= ∫ dx ∫ e
x−y
1
1
0
x
dy + ∫ dx ∫ e
e y − x dxdy
∫∫
0 ≤ x ≤1
x ≤ y ≤1
y−x
1
(
)
1
(
)
dy = ∫ e − 1 dx + ∫ e1− x − 1 dx = 2e − 4
0
x
0
2) Tính tích phân kép
a)
trong đó
;
D = { (x, y) : 0 ≤ x ≤ 2, − x ≤ y ≤ x}
I = ∫∫ x 3 y2 dxdy
D
Lời giải:
2
x
2
2
256
I = ∫∫ x y dxdy = 2 ∫ x dx ∫ y dy = ∫ x 6 dx =
30
21
D
0
0
3 2
3
2
b)
trong đó
I = ∫∫
D
y
2
x +1
;
{
D = (x, y) : 0 ≤ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ x
dxdy
}
Lời giải:
I = ∫∫
D
y
x2 + 1
1
dx
0x
2
dxdy = ∫
x
+1
∫
0
1
1
1 2xdx 1
1
ydy = ∫ 2
= ln(x 2 + 1) = ln 2
0
4 0 x +1 4
4
c)
trong đó
I = ∫∫ x sin(x + y)dxdy
;
D = { (x, y) : 0 ≤ x ≤ π / 2,0 ≤ y ≤ x}
D
Lời giải:
π
2
x
0
0
I = ∫∫ x sin(x + y)dxdy = ∫ xdx ∫ sin(x + y)dy
D
π
2
π
x sin 2x cos 2x 2 π − 1
= ∫ x(cos x − cos 2x)dx = x sin x + cos x −
−
= 2
2
4
0
0
d)
trong đó
(
)
I = ∫∫ (x 2 − y 2 )tgx + y 2 sin y + 2 dxdy
D
;
{
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 ≤ 2
Lời giải:
do hàm lẻ với biến x,y và
(
)
I = ∫∫ (x 2 − y 2 )tgx + y 2 sin y + 2 dxdy = 2 ∫∫ dxdy = 4π
D
D
miền lấy tích phân đối xứng qua hai trục Ox,Oy.
3) Tính tích phân kép
a)
;
I=
∫∫
(2x − 3y)dxdy
x + y ≤9
2
2
Lời giải:
do hàm lẻ với biến x,y và miền lấy tích phân đối
I=
∫∫
(2x − 3y)dxdy = 0
x + y ≤9
2
2
xứng qua hai trục Ox,Oy.
b)
.
I=
∫∫
x + y ≤4
2
2
(
x 2 + y2
)
3/ 2
dxdy
Lời giải:
I=
∫∫ ( x
x + y ≤4
2
2
2
+y
)
2 3/ 2
π
2
2
0
0
dxdy = 4 ∫ dϕ∫ r 4 dr =
64π
5
với
và
,
0 ≤ r ≤ 2 J = r
π
0 ≤ ϕ ≤ 2
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
do hàm chẵn với biến x,y và miền lấy tích phân đối xứng qua hai trục Ox,Oy.
4) Đổi thứ tự lấy tích phân rồi tính các tích phân
a)
;
1
3
0
3y
I = ∫ dy ∫ e x dx
2
Lời giải:
1
3
0
3y
3
x /3
0
0
I = ∫ dy ∫ e dx = ∫ dx
x2
∫
3
2
xe x
1 2
e dy = ∫
dx = e x
3
6
0
x2
b)
3
0
e9 − 1
=
6
;
3
9
0
y2
I = ∫ dy ∫ ycos x 2 dx
Lời giải:
3
9
0
y2
9
I = ∫ dy ∫ ycos x dx = ∫ dx
2
0
x
∫
0
c)
;
1
1
0
x
I = ∫ dx ∫ cos y 2 dy
Lời giải:
9
9
1
1
sin81
ycos x dy = ∫ x cos x 2 dx = sin x 2 =
0
20
4
4
2
1
1
y
1
1
1
1
sin1
I = ∫ dx ∫ cos y dy = ∫ dy ∫ cos y dx = ∫ ycos y 2 dy = sin y 2 =
0
2
2
0
x
0
0
0
2
2
d)
;
1
1
I = ∫ dy ∫
0
y
ye x
2
x3
dx
Lời giải:
1
I = ∫ dy
0
1
∫
y
ye x
x3
x2
1
2
dx = ∫ dx ∫
0
ye x
x3
0
e)
2
1
2
1
1 2
dy = ∫ xe x dx = e x
20
4
1
0
=
e −1
4
.
1
1
0
x
I = ∫ dx ∫ xydy
Lời giải:
1
1
y
1
1
1
1
I = ∫ dx ∫ xydy = ∫ ydy ∫ xdx = ∫ y3dy =
20
8
0
x
0
0
5) Dùng phép đổi biến thích hợp tính các tích phân:
a)
trong đó D là hình vuông với các đỉnh
I = ∫∫ (x 2 − y2 )dxdy
D
;
(0, 2),(1,1),(2,2),(1,3)
Lời giải:
các đỉnh của hình vuông nằm trên đường thẳng có phương trình
;
;
;
.
y = x y = x + 2 y = −x + 2 y = −x + 4
Đặt
với
x − y = u
x + y = v
và
0 ≤ u ≤ 2
2 ≤ v ≤ 4
0
u+v
x
=
1
2
⇒J=
2
y = −u + v
2
4
4
1
1 0
I = ∫∫ (x − y )dxdy = ∫ udu ∫ vdv = u 2 v 2 = −6
2 −2
8 −2 2
D
2
2
2
b)
trong đó D là hình vuông với các đỉnh
I = ∫∫ xydxdy
D
;
(0,0),(1,1),(2,0),(1, −1)
Lời giải:
các đỉnh của hình vuông có phương trình
;
;
;
.
y = x y = x + 2 y = −x + 2 y = −x + 2
do hàm lẻ với biến y và miền lấy tích phân đối xứng qua trục
I = ∫∫ xydxdy = 0
D
Ox
c)
trong đó
I = ∫∫ xydxdy
D
;
D = { (x, y) : y = x, y = 3x, xy = 1, xy = 3, x > 0, y > 0}
Lời giải:
Đặt
với
y = uv
y
=u
⇒
x
v
xy = v x =
u
3
⇒
1
J = 2 uv
u
2 uv
−
1 v
1
2u u
=
2u
v
2 uv
1 ≤ u ≤ 3
1 ≤ v ≤ 3
3
du
I = ∫∫ xydxdy = ∫ ∫ vdv = 2ln 3
2u 1
D
1
d)
I = ∫∫
D
x − 2y
dxdy
3x − y
trong đó
;
D = { (x, y) : x − 2y = 0, x − 2y = 4,3x − y = 1,3x − y = 8}
Lời giải:
Đặt
và
2v − u
x
=
x − 2y = u
5
⇒
3x − y = v y = v − 3u
5
với
J=
1
5
0 ≤ u ≤ 4
1 ≤ v ≤ 8
4
8
x − 2y
1
dv 24ln 2
I = ∫∫
dxdy = ∫ udu ∫ =
3x − y
50
v
5
D
1
e)
trong đó D là miền giới hạn bởi
;
x + y ≤1
I = ∫∫ e x + y dxdy
D
Lời giải:
miền giới hạn bởi
là hình vuông với các đỉnh
A(1,0);B(0,1);
x + y ≤1
nằm tương ứng trên các đường thẳng
C(−1,0);D(0, −1)
;
x + y = 1 x + y = −1
;
y − x = 1 y − x = −1
Đặt
và
y − x = u −1 ≤ u ≤ 1
⇒
x
+
y
=
v
−1 ≤ v ≤ 1
I = ∫∫ e
D
x+y
1
;
1
v−u
J
=
x
=
2
2
y = u + v
2
1
1
dxdy = ∫ du ∫ e v dv = e − e−1
2 −1 −1
f)
I = ∫∫ (x + y)3 (x − y) 2 dxdy
D
với
;
D = { (x, y) : y + x = 1, x + y = 3, x − y = −1, x − y = 1}
;
Lời giải:
Đặt
và
x − y = u −1 ≤ u ≤ 1
⇒
x
+
y
=
v
1 ≤ v ≤ 3
;
1
v−u
J
=
y
=
2
2
x = u + v
2
3
1
1
20
I = ∫∫ (x + y) (x − y) dxdy = ∫ v3du ∫ u 2 dv =
21
3
D
−1
3
2
6) Chứng minh rằng
a)
;
1
1− x
0
0
I = ∫ dx
∫
e y / (x + y) dy =
e −1
2
Lời giải:
1
1− x
I = ∫ dx
∫
0
e
y / (x + y)
0
1
1− y
0
0
dy = ∫ dy
∫
e y / (x + y) dx
Đặt
1− y
f (y) =
∫
e y / (x + y) dx
0
⇒
f ′(y) =
1− y
∫
0
x
(x + y)
2
e y / (x + y) dx − e y
=−
1
y
1− y
∫
0
y
y
1
y
x
+
y
x
+
÷ − e = − xe y
xd e
÷
y
x =1− y
1− y
−
x =0
∫
e
0
y
x+y
dx − e y
y
y
1− y
1− y
1
1
1
1 y
1
y
= − (1 − y)e y − ∫ e x + y dx − e y = − e + ∫ e x + y dx = f (y) − e
y
y 0
y
y
y
0
⇒
1− y
∫
y
f (y) = yf ′(y) + e =
0
1− y
1
⇒ I = ∫ dy
0
1
1− x
0
0
= ∫ dx
∫
∫
0
yx
(x + y)
2
e
yx
(x + y)
y / (x + y)
2
e y / (x + y)dx − ye y + e y
1
dx + ∫ (1 − y)e y dy
0
y
1
yd e x + y ÷ + (2 − y)e y
0
÷
1− x
y
y
1− x
= ∫ ye x + y ÷
− ∫ e x + y dy dx + e − 2
÷
0
0
0
1
1
1
1− x
= ∫ (1 − x)e1− x dx − ∫ dx
0
0
(
⇒ 2I = e xe − x
∫
e
y
x+y
dy + e − 2
0
1
1− x
) 0 + e − 2 ⇒ ∫ dx ∫ e
1
0
0
y
x+y
dy =
e −1
2
b)
trong đó D là miền giới hạn bởi
I = ∫∫ cos
D
x−y
sin1
dxdy =
x+y
2
.
x + y = 1, x = 0, y = 0
Lời giải:
I = ∫∫ cos
D
1
1− x
1 1− y
x−y
dxdy = dy cos x − y dx = dx cos x − y dy
∫ ∫ x+y
x+y
∫ ∫ x+y
0
0
0
0
Đặt
1− y
∫
f (y) =
cos
0
f ′(y) =
1− y
∫
0
1
=−
y
2x
(x + y)
1− y
∫
0
x−y
dx
x+y
sin
2
x−y
dx − cos(2y − 1)
x+y
x −y
xd cos
− cos(2y − 1)
x + y÷
1− y
1
x − y
= − x cos
y
x + y÷
0
1− y
−
∫
0
1
1
= − (1 − y)cos(2y − 1) +
y
y
1
1
= − cos(2y − 1) +
y
y
1− y
1− y
∫
0
x−y
cos
dx − cos(2y − 1)
x+y
cos
∫
0
cos
x−y
dx − cos(2y − 1)
x+y
x−y
dx
x+y
f (y) = yf ′(y) + cos(2y − 1)
1− y
=
∫
0
2xy
(x + y)
sin
2
x−y
dx − ycos(2y − 1) + cos(2y − 1)
x+y
1
1
1− y
I = ∫ (1 − y)cos(2y − 1)dy − ∫ dy
0
0
∫
0
2xy
(x + y)
sin
2
1
x−y
dx
x+y
1− y
1
1
= [ 2(1 − y)sin(2y − 1) − cos(2y − 1) ] 0 + ∫ dy
4
0
∫
0
x − y
xd cos
x + y÷
1− y 1 − x
1
sin1
x−y
x−y
=
+ ∫ x cos
− ∫ cos
dy dx
2
x
+
y
x
+
y
0
0
0
1
1
sin1
=
+ ∫ (1 − y)cos(2y − 1)dy − ∫ dx
2
0
0
1− x
∫
cos
0
x−y
sin1
dy ⇒ I =
x+y
2
7) Tính các tích phân đã cho bằng cách đổi sang toạ độ cực:
a)
trong đó
;
{
I = ∫∫ xydxdy
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 ≤ 9
D
Lời giải:
do hàm lẻ với từng biến x,y và miền lấy tích phân đối xứng qua hai trục Ox,Oy
I = ∫∫ xydxdy = 0
D
hoặc đặt
với
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
và
0 ≤ ϕ ≤ 2π
0 ≤ r ≤ 3
J=r
3
2π
I = ∫∫ xydxdy = ∫ r dr ∫ cos ϕ sin ϕdϕ = 0
D
3
0
0
b)
trong đó
;
{
I = ∫∫ (x + y)dxdy
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 = 1, x 2 + y 2 = 4, x < 0
D
Lời giải:
đặt
với
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
và
J=r
1 ≤ r ≤ 2
π
2 ≤ ϕ ≤ π
2
π
I = ∫∫ (x + y)dxdy = 2 ∫ r dr ∫ cos ϕdϕ =
D
2
1
c)
π
2
14
14
π
sin ϕ π = −
3
3
2
trong đó
I = ∫∫ e − x
2
− y2
;
{
D
Lời giải:
đặt
với
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
và
0 ≤ r ≤ 2
π
π
−
≤
ϕ
≤
2
2
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 ≤ 4, x ≥ 0
dxdy
J=r
I = ∫∫ e
− x 2 − y2
dxdy =
D
π
2
π −r
−r
d
ϕ
re
dr
=
−
e
∫ ∫
2
π
0
−
d)
2
2
2
2
0
=
π(1 − e −4 )
2
2
trong đó
I = ∫∫
D
dxdy
x 2 + y2
;
{
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 ≤ 1, x 2 + y 2 ≤ 2, x ≥ 0, y ≥ 0
Lời giải:
đặt
với
và
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
I = ∫∫
D
π
2
dxdy
2
x +y
2
2
= ∫ dϕ ∫
e)
0
1
dr
π ln 2
dr =
r
4
trong đó
y
I = ∫∫ dxdy
x
D
Lời giải:
J=r
1 ≤ r ≤ 2
π
0 ≤ ϕ ≤
2
;
{
}
D = (x, y) : (x − 1) 2 + y 2 ≤ 1, x 2 + y 2 ≥ 1, y ≥ 0
đặt
với
và
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
J=r
0 ≤ r ≤ 2cos ϕ
π
0 ≤ ϕ ≤ 3
π
3
y
I = ∫∫ dxdy = ∫ tgϕdϕ
x
D
0
2 cos ϕ
∫
rdr =
1
π
3
(
)
1
4cos 2 ϕ − 1 tgϕdϕ
∫
20
π
3
π
1 1 d(cos ϕ) 1
3 − 2ln 2
= + ∫
= ( ln cos ϕ − cos 2ϕ ) 03 =
2 2 0 cos ϕ
2
4
f)
trong đó
{
ydxdy
I = ∫∫
2
4+x + y
D
;
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 ≤ 4, x ≥ 0, y ≥ 0
2
Lời giải:
đặt
với
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
I = ∫∫
D
ydxdy
4 + x 2 + y2
và
J=r
0 ≤ r ≤ 2
π
0 ≤ ϕ ≤ 2
π
2
2
r 2 dr
0
0
4 + r2
= ∫ sin ϕdϕ∫
2
=∫
0
r 2dr
r
=
4 + r2
2
2
4+r
2
0
2
− 2∫
0
dr
4 + r2
(
)
2
r
= 4 + r 2 − 2ln r + 4 + r 2 = 2 2 − 2ln(1 + 2)
2
0
8) Tính diện tích miền giới hạn bởi các đường
a)
và
r = cos θ
;
r = sin θ
Lời giải:
và
r = cos θ ⇔ x 2 + y 2 − x = 0
Ta cần tính
r = sin θ ⇔ x 2 + y 2 − y = 0
trong đó
{
S = ∫∫ dxdy
}
D = (x, y) : x 2 + y 2 ≤ x, x 2 + y 2 ≤ y
D
Do tính đối xứng của miền D qua đường
nên
y=x
không làm mất tính tổng quát ta xét với đường tròn
x 2 + y2 =
1
4
π 1 π − 2
S = 2 ∫∫ dxdy − ∫∫ dxdy ÷ = 2 − ÷ =
8
D
÷ 16 8
D
1
với D là ¼ hình tròn bán kính ½ ,còn
là tam giác vuông cân cạnh ½.
D1
b)
và
x 2 + y 2 = 2x
Lời giải:
x 2 + y 2 = 2 3y
Hai đường tròn
và
cắt nhau tại hai điểm thuộc
x 2 + y 2 = 2x
đường thẳng
x 2 + y 2 = 2 3y
và đường thẳng tạo với chiều dương Ox góc
π
6
x=y 3
diện tích hình viên phân của hình
bị cắt bởi đường
x 2 + y2 ≤ 2x
(góc ở tâm là
x=y 3
),không làm mất tính tổng quát ta xét với đường tròn
2π
3
x 2 + y2 = 1
trong đó
S1 = ∫∫ dxdy − A1 =
D1
và
2π
3
1
0
0
π
là quạt tròn góc ở tâm
2π
3
D1
∫ dϕ∫ rdr = 3 −
3
4
là diện tích tam giác cân cạnh 1 và góc ở đáy
π
6
A1
diện tích hình viên phân của hình
bị cắt bởi đường
x 2 + y 2 ≤ 2y 3
(góc ở tâm là
),không làm mất tính tổng quát ta xét với đường tròn
π
3
x 2 + y2 = 3
π
3
3
S2 = ∫∫ dxdy − A 2 = ∫ dϕ ∫ rdr =
D2
x=y 3
0
0
π 3 3 2π − 3 3
−
=
2
4
4
trong đó
là quạt tròn góc ở tâm
π
3
D1
⇒
và
S = S1 + S2 =
là diện tích tam giác đều cạnh
A2
3
5π − 6 3
6
c)
2
x 2 y2
= xy x ≥ 0, y ≥ 0
2 + 2 ÷
÷
a
b
Lời giải:
Đặt
với
x = ar cos ϕ
y = brsin ϕ
và
π
2
S = ∫∫ dxdy = ab ∫ dϕ
D
J = rab
0 ≤ r ≤ abcos ϕ sin ϕ
π
0 ≤ ϕ ≤
2
0
ab cos ϕ sin ϕ
∫
0
rdr =
π
2 2 2
a b
2
∫ cos ϕ sin ϕdϕ
0
π
a 2 b2
a 2 b2
2 2
=−
cos ϕ =
0
4
4
d)
y 2 = ax, y 2 = bx, xy = 1, xy = 2 (0 < a < b)
Lời giải:
Đặt
và
y2
1 ≤ v ≤ 2
=u
⇒ a ≤ u ≤ b
x
xy = v
b
1
2
v
J
=
x = 3
3u
u ⇒
3
y = uv
2
1 du
1 b
S = ∫∫ dxdy = ∫ ∫ dv = ln
3a u 1
3 a
D
e)
Miền trong của đường hình tim
và miền ngoài
r = a(1 + cos θ)
đường tròn
;
r = a cos θ
Lời giải:
do tính đối xứng của miền tính diện tích,nên
Diện tích hình tim
a2
S1 =
2
2π
3πa 2
∫ ( 1 + cos θ ) dθ = 2
0
2
2
a
a2
r = a cos θ ⇔ x − ÷ + y 2 =
2
4
Diện tích hình tròn bán kính
⇒
là
a
2
Diện tích cần tính
5πa 2
S = S1 − S2 =
4
πa 2
S2 =
4
9) Tính thể tích của các vật thể giới hạn bởi:
a)
Dưới mặt
và phía trên hình
z = xy
;
[ 0,6] × [ 0,4]
Lời giải:
V = ∫∫ z(x, y)dxdy
D
b)
6
4
0
0
= ∫∫ xydxdy = ∫ xdx ∫ ydy = 144
D
Dưới mặt pararaboloid elliptic
và phía trên hình
x 2 y2
+
+ z =1
4
9
;
[ −1,1] × [ −2,2]
Lời giải:
1
2
x 2 y2
x 2 y2
V = ∫∫ 1 −
−
dxdy = 4∫ dx ∫ 1 −
−
dy
÷
÷
÷
÷
4
9
4
9
D
0
0
1
x2 8
1 8 166
= 4∫ 2 −
− ÷dx = 4 2 − − ÷ =
2 27 ÷
6 27 27
0
do hàm chẵn với từng biến x,y và miền lấy tích phân đối xứng qua hai trục Ox,Oy
c)
mặt cong
và các mặt phẳng
z = 1 + e x sin y
Lời giải:
V = ∫∫ z(x, y)dxdy D = { −1 ≤ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ π}
D
;
x = ±1, y = 0, y = π
V = ∫∫ (1 + e sin y)dxdy =
x
D
d)
π
1
∫ dx ∫ (1 + e
−1
Mặt trụ
x
1
sin y)dy =
∫ (π + 2e
x
)dx = 2 π + 2(e − e −1 )
−1
0
và các mphẳng
ở góc phần tám thứ nhất;
x = 2, y = 4
z = 9 − x2
Lời giải:
với
D = { 0 ≤ x ≤ 2,0 ≤ y ≤ 4}
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ (9 − x 2 )dxdy
D
D
2
4
0
0
2
V = ∫∫ (9 − x )dxdy = ∫ dx ∫ (9 − x )dy = ∫ (36 − 4x 2 )dx = 72 −
2
D
e)
2
0
Dưới mặt pararaboloid
32 184
=
3
3
và phía trên hình tròn
z = x 2 + y2
;
x 2 + y2 = 9
Lời giải:
với
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ (x 2 + y 2 )dxdy
D
D
{
}
D = x 2 + y2 ≤ 9
do hàm chẵn với từng biến x,y và miền lấy tích phân đối xứng qua hai trục Ox,Oy
với
π
2
3
0
0
V = ∫∫ (x 2 + y 2 )dxdy = 4 ∫ dϕ∫ r 3dr =
D
J=r
81π
2
;
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
và
0 ≤ r ≤ 3
π
0 ≤ ϕ ≤ 2
f)
Trên mặt nón
và phía dưới mặt cầu
;
x 2 + y2 + z2 = 1
z = x 2 + y2
Lời giải:
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ 1 − (x 2 + y 2 )dxdy − ∫∫ (x 2 + y 2 ))dxdy
D
D
D
với
1
D = x 2 + y2 ≤
2
do hàm chẵn với từng biến x,y và miền lấy tích phân đối xứng qua hai trục Ox,Oy
Đặt
với
x = r cos ϕ
y = r sin ϕ
và
2
0 ≤ r ≤
2
0 ≤ ϕ ≤ π
2
J=r
V = ∫∫ 1 − (x 2 + y 2 )dxdy − ∫∫ (x 2 + y 2 ))dxdy
D
D
π
2
2/2
0
0
= 4 ∫ dϕ
=−
2π
3
(
∫
π
2
2 /2
0
0
r 1 − r dr − 4 ∫ dϕ
2
2/2
3
2 2
1− r
)
−
0
∫
r 2 dr
π 2 2π π 2 π 2 (2 − 2)π
=
−
−
=
6
3
6
6
3
g)
.
0 ≤ z ≤ 2 − x − y, 0 ≤ y ≤ 1, 1 ≤ 2x + y, x + y ≤ 1
Lời giải:
với
D = { 0 ≤ y ≤ 1, 1 ≤ 2x + y, x + y ≤ 1}
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ (2 − x − y)dxdy
D
D
1
V = ∫∫ (2 − x − y)dxdy = ∫ dy
D
0
1− y
∫
(2 − x − y)dx
1− y
2
1
3(1 − y) 2 y(1 − y)
= ∫ 1 − y −
−
dy
8
2
0
1
(
)
1
1 1
7
= ∫ y 2 − 6y + 5 dy = − 2 + 5 ÷ =
80
8 3
24
10) Tính thể tích của các vật thể giới hạn bởi:
a)
Dưới mặt phẳng
và phía trên miền giới hạn bởi
x + 2y − z = 0
;
y = x, y = x 4
Lời giải:
với
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ (x + 2y)dxdy
D
{
D
1
x
1
0
x4
0
V = ∫∫ (x + 2y)dxdy = ∫ dx ∫ (x + 2y)dy = ∫ (2x 2 − x 5 − x 8 )dx =
D
}
D = 0 ≤ x ≤ 1, x 4 ≤ y ≤ x
2 1 1 7
− − =
3 6 9 18
b)
Dưới mặt phẳng
và phía trên tam giác với đỉnh
z = xy
;
(1,1),(4,1),(1,2)
Lời giải:
với
D = { 1 ≤ y ≤ 2, 1 ≤ x ≤ 7 − 3y}
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ xydxdy
D
D
2
7 − 3y
1
1
V = ∫∫ xydxdy = ∫ ydy
D
∫
2
1
xdx = ∫ y(9y 2 − 42y + 48)dy
21
2
1 9y 4
31
=
− 14y3 + 24y 2 =
2 4
8
1
c)
các mặt trụ
;
và các mặt phẳng
;
z = 0, y = 4
y = x2 z = x2
Lời giải:
với
{
V = ∫∫ z(x, y)dxdy = ∫∫ x 2dxdy
D
D
2
4
}
D = −2 ≤ x ≤ 2, x 2 ≤ y ≤ 4
2
4x 3 x 5 128
V = ∫∫ x dxdy = ∫ dx ∫ x dy = 2∫ (4x − x )dx = 2
− ÷=
3
5 ÷
5
D
−2
0
x
2
2
2
4
2
d)
mặt trụ
và các mặt phẳng
x 2 + y2 = 1
tám thứ nhất;
Lời giải:
ở góc phần
x = 0, y = z, z = 0