Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Примеры решения задач курсового расчета, контрольной работы по математике

Тройные интегралы в сферических координатах

Сферическими координатами точки M(x,y,z) называются три числа − ρ, φ, θ , где

ρ − длина радиуса-вектора точки M; φ − угол, образованный проекцией радиуса-вектора на плоскость Oxy и осью Ox; θ − угол отклонения радиуса-вектора от положительного направления оси Oz (рисунок 1).

Рис.1

Обратите внимание, что определения ρ, φ в сферических и цилиндрических координатах отличаются друг от друга. Сферические координаты точки связаны с ее декартовыми координатами соотношениями Якобиан перехода от декартовых координат к сферическим имеет вид: Раскладывая определитель по второму столбцу, получаем Соответственно, абсолютное значение якобиана равно Следовательно, формула замены переменных при преобразовании декартовых координат в сферические имеет вид: Тройной интеграл удобнее вычислять в сферических координатах, когда область интегрирования U представляет собой шар (или некоторую его часть) и/или когда подынтегральное выражение имеет вид f (x² + y² + z²). Иногда выгодно использовать т.н. обощенные сферические координаты, связанные с декартовыми формулами В этом случае якобиан равен