background image

WŁASNOŚCI CAŁKI PODWÓJNEJ

 I. Liniowość całki.

       f, g – całkowalne w P,
        

R

,

  1

O  

αf + βg – całkowalne w P

  oraz
  2

O







P

P

P

gd

fd

d

g

f

II. Addywność całki względem obszaru całkowania.

         f – całkowalna w prostokącie P, gdzie
              P jest sumą dwóch prostokątów P

,P

,

             

,

2

1

P

P

P

            

             o rozłącznych wnętrzach, 

.

int

int

2

1

o

P

P



  1

O  

 – całkowalna w P

1

,

        – całkowalna w P

2

  oraz
  2

O







1

2

P

P

P

fd

fd

fd

III. Ograniczoność całki.

          f – całkowalna w prostokącie P,

         

 

 

 

 

y

x

f

M

y

x

f

m

P

y

x

P

y

x

,

sup

:

,

inf

:

,

,



 

,

,



M

d

y

x

f

m

P

gdzie 

  - pole prostokąta P.

Twierdzenie 

(

całkowe o wartości średniej

)

Z:  

 

P

C

f

, gdzie C(P) – klasa funkcji ciągłych na prostokącie P

             

wartość średnia

 

,

,

1

)

(

:

:

T

 

 



P

d

y

x

f

A

f

P

A

 gdzie 

  - pole prostokąta P.

Dowód

Korzystając z właśności III otrzymamy oszacowanie wartości średniej

 

M

d

y

x

f

m

P



,

1

          funkcja f ciągła, więc spełniona jest własność Darboux 

     

 



P

d

y

x

f

A

f

P

A

,

1

)

(

:

                                                                                                                                            

1

background image

Twierdzenie 

(

o zamianie całki podwójnej na całkę iterowaną

)

   

 

 

 

 

.

,

,

oraz

,

,

:

T

,

,

gdzie

 

),

(

  

:

Z



 

 











P

b

a

d

c

d

c

b

a

P

dx

dy

y

x

f

d

y

x

f

dy

dx

y

x

f

d

y

x

f

d

c

b

a

P

P

C

f

Uwaga

Każdą z całek występujących po prawej stronie powyższych wzorów nazywamy 

całką

iterowaną

.

Oznaczenia

1. Sybol 

d

 nazywamy elementem pola i oznaczamy 

.

dxdy

2. Całki iterowane zapisujemy też w postaci.

 

 

 

 

 

 

 

 









b

a

d

c

b

a

ozn

d

c

d

c

b

a

d

c

ozn

b

a

dy

y

x

f

dx

dx

dy

y

x

f

dx

y

x

f

dy

dy

dx

y

x

f

,

,

,

,

.

.

Przykład 

Obliczyć całkę podwójną  

.

3

0

2

0

:

gdzie

,

2



y

x

P

dxdy

xy

I

P

Ponieważ 

 

),

(

,

2

P

C

xy

y

x

f

 więc możemy zastosować twierdzenie o zamianie całki

podwójnej na całkę iterowaną i wtedy

18

2

9

9

3

1

2

0

2

2

0

2

0

3

0

3

3

0

2

2

0

x

xdx

dx

xy

dy

xy

dx

I

opracował Jacek Zańko

2