岩土工程师基础考试:三重积分
三重积分的定义
如果当各小闭区域的直径中的最大值趋于零时这和的极限总存在,则称此极限为函数f(x y z)在闭区域上的三重积分。
体积元素
设三元函数z=f(x,y,z)定义在有界闭区域Ω上,将区域Ω任意分成n个子域Δvi(i=1,2,3,…,n),并以Δvi表示第i个子域的体积.在Δvi上任取一点(ξi,ηi,ζi),作和(n/i=1 Σ(ξi,ηi,ζi)Δvi).如果当各个子域的直径中的最大值λ趋于零时,此和式的极限存在,则称此极限为函数f(x,y,z)在区域Ω上的三重积分,记为∫∫∫f(x,y,z)dv,即
∫∫∫f(x,y,z)dv=lim λ→0 (n/i=1 Σf(ξi,ηi,ζi)Δvi),其中dv叫做体积元素。
性质:
性质1
线性性质:
设α、β为常数,则 ∫∫∫[αf(x,y,z)+βg(x,y,z)]dv=α∫∫∫f(x,y,z)dv+β∫∫∫g(x,y,z)]dv。
性质2
如果空间闭区域G被有限个曲面分为有限个子闭区域,则在G上的三重积分等于各部分闭区域上三重积分的和。
性质3
如果在G上,且 f(x,y,z)ㄔ1,v为G的体积,则 vㄔ∫∫∫1dvㄔ∫∫∫dv.
性质4
如果在G上,f(x,y,z)≤φ(x,y,z),则有 ,∫∫∫f(x,y,z)dv≤∫∫∫φ(x,y,z)dv,特殊地,∫∫∫f(x,y,z)dvㄏ≤∫∫∫f(x,y,z)dv.
性质5
设M、m分别为f(x,y,z)在闭区域G上的最大值和最小值,v为G的体积,则有 mv≤∫∫∫f(x,y,z)dv≤Mv.
性质6
设函数f(x,y,z)在闭区域G上连续,v是G的面积,则在G上至少存在一个点(ζ,η,μ)使得
∫∫∫f(x,y,z)dvㄔf(ζ,η,μ)v
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