1-mavzu. Ikki karrali integral va uning asosiy xossalari. Ikki karrali integralning mavjudligi Reja: 1
Download 433.65 Kb. Pdf ko'rish
|
1-Mavzu. Ikki karrali integral va uning asosiy xossalari. Ikki karrali integ
- Bu sahifa navigatsiya:
- 1.Ikki karrali integralning ta’rifi.
- 2. Ikki karrali integralning mavjudligi va integrallanuvchi funksiyalarning sinflari.
- 2. Ikki karrali integralning xossalari.
- O`z-o`zini tekshirish savollari
1
integralning mavjudligi Reja: 1.Ikki karrali integralning ta’rifi. 2.Ikki karrali integralning mavjudligi va integrallanuvchi funksiyalarning sinflari. 3.Ikki karrali integralning xossalari. Kalit so’zlar: to’g’ri to’rtburchak, bo’linish, integral yig’indi, ikki karrali integral, integralning mavjudligi, Darbu yig’indilari, integralning xossalari, o’rta qiymat haqida teorema.
Ixtiyoriy funksiya to’g’ri to’rtburchakda aniqlangan bo’lsin. segmentni nuqtalar yordamida ta qism segmentlarga ajratamiz, segmentni esa
nuqtalar yordamida ta qism segmentlarga ajratamiz. va
o’qlariga parallel to’g’ri chiziqlar yordamida ajratilgan bunday bo’linishga mos ravishda to’g’ri to’rtburchakda ta
to’g’ri to’rtburchaklar hosil bo’ladiki, ularni T bilan belgilaymiz. 15.1-ta’rif. Ushbu (15.1) yig’indiga funksiyaning to’g’ri to’rtburchak T bo’linishiga va bu bo’linishning qismiy to’g’ri to’rtburchaklarida ixtiyoriy tanlangan
nuqtalarga mos integral yig’indisi deb ataladi. diagonalga to’g’ri to’rtburchakning diametri deb ataladi va kabi belgilanadi. 15.2-ta’rif. Agarixtiyoriy berilgan son uchun shunday dan bog’liq bo’lmaga son topilsaki, uchun qismiy to’g’ri to’rtburchaklaridagi nuqtalarning tanlanishidan bog’liq bo’lmagan holda
tengsizlik bajarisa, soniga da (15.1) integral yig’indining limitideb ataladi. 15.3-ta’rif. Agar da funksiyaning integral yig’indisi chekli limitga ega bo’lsa, u holda funksiyaga to’g’ri to’rtburchakda ( , )
f x y [ ; ] R a x b c y d [ , ]
a b 0 1 ... n a x x x b n [ , ]
c d 0 1 ... p c y y y d
Ox Oy [ ; ] R a x b c y d n p 1 1 [ ; ], 1, ;
1, k l k k l l R x x x y y y k n l p
1 1 ( , ) n m k l k l k l f x y ( , ) f x y R k l R ( , )
k l
2 2 ( ) ( ) k k x y k l R 2 2 max ( ) ( ) k l k k R x y
0 0 k l R ( , )
k l
| |
J 0 0
( , ) f x y J ( , )
f x y R 2
funksiyaning to’g’ri to’rtburchak bo’yicha karrali (ikki karrali) integrali deb ataladi va (15.2) simvol bilan belgilanadi.
to’g’ri to’rtburchakda integrallanuvchi bo’lgan har qanday funksiya bu to’g’ri to’rtburchakda chegaralangan bo’ladi.
integralni hisoblang. Bu yerda integrallash sohasini to’g’ri chiziqlar yordamida bo’laklarga ajrating va integral ostidagi funksiyaning qiymatini bu bo’laklarning o’ng uchida oling. Yechish. Har bir bo’lakchaning (tomonlari bo’lgan kvadratning) yuzasi bo’lib, bu kvadratchaning o’ng yuqori uchida funksiyaning qiymati ga teng, bundan
sinflari.
va funksiyaning qismiy to’g’ri to’rtburchaklardagi mos ravishda aniq yuqori va aniq quyi chegaralari bo’lsin. to’g’ri to’rtburchakning berilgan T bo’linishiga mos Darbu yig’indilarini tuzaylik: yuqori yig’indi (15.3) va quyi yig’indi (15.3`)
funksiyaning to’g’ri to’rtburchakdagi barcha mumkin bo’lgan bo’linishlari uchun tuzilgan yuqori yig’indilari to’plami quyidan chegaralangandir. funksiyaning to’g’ri to’rtburchakdagi barcha mumkin J ( , )
f x y R ( , )
R J f x y dxdy R ( , )
f x y 0 1 0 1
y xydxdy
, ( , 1,2,...,
1) i j x y i j n n n 1 n 2 1 n ( , )
f x y xy 2 ( , 1,2,..., ) ij i j n n 2 2 2 4 1 1 0 1 0 1 1 ( 1) 1 lim
lim . 4 4 n m n n i j x y n n xydxdy i j n n k l M k l m ( , ) f x y k l R R 1 1 p n k l k l k l S M R 1 1
n k l k l k l s m R ( , ) f x y R { }
S ( , )
f x y R 3
bo’lgan bo’linishlari uchun tuzilgan quyi yig’indilari to’plami yuqoridan chegaralangandir.
Shunday qilib, Darbu yuqori va quyi integrallari ( funksiyadan
to’g’ri to’rtburchak bo’yicha) deb ataluvchi va (15.4) sonlar mavjud bo’ladi. Ko’rsatish mumkinki, .
15.1-teorema. to’g’ri to’rtburchakda chegaralangan funksiyaning bu to’g’ri to’rtburchakda integrallanuvchi bo’lishi uchun songa ko’ra
to’g’ri to’rtburchakda shunday bo’linish mavjud bo’lsaki, bu bo’linishga mos Darbu yig’indilari
shartni qanoatlantirishi zarur va yetarlidir. Isbot. Bu teorema isboti quyidagi Darbu lemmasidan kelib chiqadi: ( bo’linish diametri) da Darbu yuqori va quyi integral yig’indilarining limitik qiymati mos ravishda yuqori va quyi va integrallar bo’ladi. Zarurligi. funksiya integrallanuvchi bo’lib, son berilgan bo’lsin. Integral yig’indilarning ta’rifiga ko’ra, berilgan songa ko’ra shunday
son topiladiki, to’g’ri to’rtburchakdagi bo’lgan har qanday bo’linish uchun nuqtalarning tanlanishidan bog’liq bo’lmagan holda (15.5) tengsizlik bajariladi. Yuqori va quyi integral yig’indilar bu bo’linishga mos bo’lgan aniq yuqori va aniq quyi integral yig’indilar bo’ladi. Shuning uchun bu bo’linishning elementidan shunday va
nuqtalarni tanlab olamizki, (15.6) tengsizliklar bajarilsin. Bu integral yig’indilardan har biri (15.5) shartni qanoatlantirgani uchun (15.6) dan kelib chiqadi.
songa ko’ra to’g’ri to’rtburchakda bo’lgan shunday bo’linish mavjud bo’lsa, u holda bo’ladi. orqali bu miqdorlarning umumiy qiymatini belgilaylik va integral yig’indilarning limitik qiymati ekanini ko’rsatamiz. Darbu lemmasiga asosan da yuqori va quyi integral yig’indilarning umumiy limitik qiymati boladi. Lekin biror bo’linishga { }
s ( , )
f x y R inf{ },
J S sup{ } J S
( , )
f x y 0 R T S s 0
J J ( , )
f x y 0 0 0 R T ( , )
i i
1 | ( , ) | 4
i i i k J f s i i R ( , )
i i
( , )
i i
1 1 ( , ) 4 ( , ) 4 n i i i k n i i i k S f s f s s
S s 0 R S s T J J
J 0 J 4
mos ixtiyoriy integral yig’indi va orasida joylashganligi uchun integral yig’indilarning da limitik qiymati bo’ladi. 15.2-misol. funksiya uchun yopiq sohani to’g’ri chiziqlar bilan to’gri to’rtburchaklarga bo’lganda quyi
va yuqori yig’indilarni tuzing. da yig’indilarning limitini toping. Yechish. Elementar to’g’ri to’rtburchaklarning tomonlari va
bo’lib, yuzi dan iborat . bo’linishni qaraylik. Koordinata boshidan nuqtagacha masofa bo’lgani uchun bo’lganda . Shuning uchun Elementar hisoblashlardan so’ng quyidagini olamiz: ularning limitik qiymati
to’g’ri to’rtburchakda uzluksiz bo’lgan har qanday
funksiya da integrallanuvchi bo’ladi. 2. Ikki karrali integralning xossalari. 1 0 . Agar bolib, funksiya da integrallanuvchi bo’lsa, u holda
2 0 . Chiziqlilik xossasi. Agar va funksiyalar sohada integrallanuvchi bo’lib, va lar haqiqiy sonlar bo’lsa, u holda
funksiya ham da integrallanuvchi bo’ladi hamda .
s J 0 2 2 ( , ) f x y x y 1 ,
x n
2 1
y n
( , 1, 2,... ) i j n
S n S n
1 n 2
2 2
1 2 2( 1) {1 1 , 1 1 } i j i i j j S x y n n n n ( , ) x y ( , )
f x y ( , )
i j x y S min 2 ( , )
(1 ,1 ), i j f x y f n n 1 2( 1) ( , )
(1 ,1 ) max i j f x y f n n 1 1 2 0 0 2 2 (1 ,1 ), n n n i j i j S f n n n 1 1 2 0 0 2 1 2( 1) (1 ,1 ). n n n i j i j S f n n n 2 40 11 5 , 3 3 n S n n 2 40 11 5 3 n S n n 1 lim lim 13 .
3 n n n n S S
( , )
2
R ( , ) 0 f x y ( , ) f x y 2 ( ) G R ( ) ( , ) 0
f x y dxdy ( , ) f x y ( , )
g x y 2 ( ) G R [ ] f g ( )
G ( )
( ) ( )
[ ] ( , ) ( , ) G G G f g dxdy f x y dxdy g x y dxdy
5
3 0 . Agar
va funksiyalar sohada integrallanuvchi bo’lsa, u holda bu funksiyalar ko’paytmasi ham integrallanuvchi bo’ladi. 4 0
va funksiyalar sohada integrallanuvchi bo’lib, bu sohada
bo’lsa, u holda . 5 0 . Agar
funksiya da integrallanuvchi bo’lsa, u holda Agar funksiya ham da integrallanuvchi bo’ladi hamda . 6
. O’rta qiymat haqida teorema. Agar va
funksiyalar sohada
integrallanuvchi bo’lib, funksiya bu sohaning hamma joyida manfiy (musbat) bo’lmasa, hamda va
lar mos ravishda funksiyaning sohadagi aniq yuqori va aniq quyi chegaralari bo’lsa, u holda
tengsizlikni qanoatlantiruvchi shunday son topiladiki, (15.7) formula o’rinli bo’ladi.
funksiya manfiy bo’lmasin, u holda
bo’ladi. Bu tengsizlikdan 4 0 va 2
0 xossalarga asosan
ga ega bo’lamiz. 1 0 da
funksiyaga qo’yilgan talabga asosan
bo’ladi. Agar bu integral nol bo’lsa, u holda avvalgi tengsizliklarga ko’ra bo’ladi va teorema tasdig’i o’rinli. Agar integral noldan qat’iy katta bo’lsa, uning yuqoridagi qo’sh tengsizliklarini ajratib o’lib, (15.7) ni hosil qilamiz.
1.Berilgan integralda integrallash sohasini tasvirlang: ( , )
( , )
g x y 2 ( ) G R ( , ) f x y ( , )
g x y 2 ( ) G R ( , ) ( , ) f x y g x y ( ) ( ) ( , )
( , ) G G f x y dxdy g x y dxdy ( , )
f x y 2 ( ) G R | ( , ) | f x y ( )
G ( )
( ) | ( , ) | | ( , ) | G G f x y dxdy f x y dxdy ( , )
f x y ( , )
g x y ( )
G ( , )
g x y M m ( , ) f x y ( )
G m M ( )
( ) ( , ) ( , ) ( , )
( , ) g x y ( , )
( , ) ( , ) ( , )
m g x y f x y g x y Mg x y ( ) ( )
( ) ( , )
( , ) ( , ) ( , )
G G G m g x y dxdy f x y g x y dxdy M g x y dxdy ( , ) g x y ( )
( , ) 0
g x y dxdy ( ) ( , ) ( , ) 0
6
a) b) c)
d)
e) f)
k)
l)
1. Bo`linish diametri numa? 2. Darbu yig`indilari qanday tuziladi? 3. Ikki karrali integralning ta’rifini ayting. 4. Ikki karrali integralning mavjudlik teoremasini ayting. 5. Integrallanuvchi funksiyalar sinfini keltiring. 3 4 2 0 ( , ) . x dx f x y dy
/ 2 / 4
0 ( , )
. y dy f x y dx 1 1 0 1 ( , ) . x dx f x y dy 1 0 0 ( , ) .
dy f x y dx
1 0 0 ( , ) .
dx f x y dy
2 1 0 ( , ) .
dx f x y dy
2 2 1 0 ( , )
. x dx f x y dy /2 /4 0 ( , ) .
dx f x y dy
Download 433.65 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling