Birinchi tur egri chiziqli integrallarning xossalari
Birinchi tur egri chiziqli integrallar ham Riman integrallari xossalari kabi xossalarga ega bo’ladi.Shuni e’tiborga olib , egri chiziqli integrallarning asosiy xossalarini sanab o’tish bilan kifoyalanamiz.
(1.4) sistema bilan aniqlangan AB egri chiziqda f x, yfunksiya berilgan va
uzluksiz.
1.Agar AB ACCB bo’lsa, u holda
f x, y ds f x, y dsf x, y ds AB AC CB
bo’ladi.
2 .Ushbu
8
cf x, y ds c f x,ys c const AB AB
tenglik o’rinli.
AB egri chiziqda f x, yfunksiya bilan gx, yfunksiya ham berilgan va uzluksiz.
3 .Quyidagi
f x, ygx,yds f x,ydsgx,y ds AB AB AB
formula o’rinli bo’ladi.
4 .Agar x, yAB da f x, y0bo’lsa , u holda
f x, y ds 0 AB
bo’ladi.
5 . f x, yfunksiya shu AB da integrallanuvchi va
f x, yds f x, yds AB AB
bo’ladi.
1
6 . Shunday c ,c2 ABnuqta topiladiki ,
1
f x, y dsdx f c ,c2 S AB
bo’ladi, bunda S AB ning uzunligi.Ushbu xossa o’rta qiymat haqidagi
teorema deb ataladi.
Birinchi tur egri chiziqli integrallarni hisoblash
Birinchi tur egri chiziqli integrallar, asosan Riman integrallariga keltirilib
hisoblanadi. Yuqorida keltirilgan 1.1-teoremaga ko’ra AB egri chiziq ushbu
9
xxsy ys
0s S
sistema bilan berilganda (bunda s yoy uzunligi) ga AB da f x, yshu uzluksiz
bo’lganda egri chiziqli integral Riman integraliga keldi.Demak, bu Riman integralini hisoblash natijasida egri chiziqli integral topiladi. Endi AB egri chiziq ushbu
xty t
0s S (0.7)
sistema bilan ( pa rametrik formada) berilgan bo’lsin. Bunda t,tfunksiyalar ,da 't,'thosilalarga ega va bu hosilalar shu oraliqda uzluksiz hamda ,A va ,B bo’lsin.
A A
Ravshanki, 1.7sistema ,oraliqni AB egri chiziqqa akslantiradi.Bunda ,,ning AB egri chiziqdagi aksining uzunligi
'2 t'2 tdt
bo’ladi.
2-teorema. Agar f x, y funksiya AB da berilgan va uzluksiz bo’lsa, u holda
f x, yds f t,t'2 t'2 tdt AB
(0.8)
bo’ladi. Isbot , oraliqning
1 1
P t0,t ,...,tn t0 t ...tn
bo’linishini olaylik.Bu bo’linishning bo’luvchi nuqtalari tk k 0,1,2...,n ning AB
10
k k
dagi mos akslarni A k 0,1,2...,ndeyladi.Ravshanki, bu A k 0,1,2...,nnuqtalar
AB egri chiziqning
A
0 1
A ,A,..., n
A
A
bo’linishini hosil qiladi. Bunda k tk ,tk k 0,1,2,...,nva k k1 ning uzunligi
tk1 sk
tk
'2 t'2 tdt
bo’ladi.O’rta qiymat haqidagi teoremadan foydalanib quyidagilarni topamiz:
sk '2 k '2 k tk1 tk '2 k '2 k tk ,
k k
bunda tk ttk1.Endi k k , k k deb olamiz.Ravshanki, k ,k A A 1 k 0,1,2,...,n1 bo’ladi.AB egri chiziqning yuqorida aytilgan
0 1 n
A ,A,...,A
bo’linishini va har bir k k1da k ,k nuqtani olib,
n1
f k , k sk k0
yig’indini tuzamiz. Uni quyidagicha ham yozish mumkin:
n1 f k ,k sk n1 f k ,k '2 k '2 k tk k0 k0
(0.9)
Bu tenglikning o’ng tomonidagi yig’indi f t , t '2 t '2 t funksiyaning , oraliqdagi Rimat yig’indisidir.Shartga ko’ra f x, y va ' t ,' t funksiyalar uzluksiz.Murakkab funksiyaning uzluksizligi haqidagi teoremadan kelin chiqadiki ushbu funksiya , oraliqda uzliksiz. Demak, bu funksiyalar , oraliqda integralanuvchi bo’ladi.
11
Ya’ni
lim
maxtk0n1 f k ,k '2 k '2 k tk f t,t'2 t'2 tdt Modomiki, x t, y tfunksiyalar ,da uzluksiz ekan, undamaxtk0
daxk 0,yk 0 demak, sk 0. Bundan esa p 0 bo’lishi kelib chiqadi.(1.8)
munosabatdan foydalanib
i0f t,t'2 t'2 tdt
bo’lishini topamiz.Bu esa
f x, y ds f t,t'2 t'2 tdt AB
ekanini bildiradi.Teorema isbotlandi.
Bu teoramadan quyidagi natijalar kelib chiqadi.
1.1-natija. AB egri chiziq ushbu
y yxa x b, yaA, ybB
tenglama bilan aniqlangan bo’lib, y yxfunksiya a,bda hosilaga egava uzluksiz
bo’lsa, u holda
b
f x, y ds f x, yx1y'2 xdx AB a
bo’ladi.
1.2-natija. AB egri chiziq ushbu
0 1
12
tenglama bilan (qutb koordinata sistemasida) berilgan bo’lib,funksiya 0,1da hosilaga ega va uzluksiz bo’lsin.Agar f x, yfunksiya shu AB da berilgan va uzluksiz bo’lsa, u holda
f x, y ds f cos,sin2 '2 dAB 0
(0.10)
Dostları ilə paylaş: |