ANALIZA MATEMATYCZNA II (Analiza wektorowa)

A. Całka krzywoliniowa niezorientowana z pola skalarnego ciągłegoϕ , po łuku regularnym L

o opisie parametrycznym r( t) = ( x( t), y( t), z( t)) dla t ∈ [α , β ]wyraża się wzorem β

β

ϕ( r) dl = ϕ( r t())⋅ r ( t) dt

∫

∫

′

lub ϕ( x, y, z) dl = ϕ( x( t), y( t), z( t)) x′2 ( t) + y′2 ( t) + z′2 ( t) dt

∫

∫

L

α

L

α

gdzie: r (

′ t) = [ x (′ t), y (′ t), z (′ t)]wektor styczny do łuku w punkcie r( t) ∈ L .

Gdy łuk płaski L jest dany w postaci wykresu funkcji klasy 1

C y = y( x) dla x ∈[ a, b] to

wektor styczny do łuku w punkcie ( x, y( x)) ∈ L ma postać r (

′ x) = ,1

[ y (

′ x)] i całka

b

krzywoliniowa po tym łuku wyraża się wzorem ϕ( x, y) dl = ϕ( x, y( x)) 1+ [ y′( x 2

)] dx

∫

∫

.

L

a

Gdy łuk płaski L jest dany w postaci wykresu funkcji klasy 1

C x = x( y) dla x ∈[ c, d ] to

wektor styczny do łuku w punkcie r( y) = ( x( y), y) ∈ L ma postać r (

′ y) = [ x (′ y), ]

1 i całka

d

krzywoliniowa po tym łuku wyraża się wzorem ϕ( x, y) dl

∫

= ( x( y), y) [ x

∫

′( y)]2

ϕ

+1⋅ dy .

L

c

Długość łuku regularnego L o opisie parametrycznym r( t) = ( x( t), y( t), z( t)) dla t ∈[α , β ]

β

wyraża się wzorem L = ∫ dl = ∫ x′2 ( t) + y′2 ( t) + z′2 ( t) dt L

α

Współrzędne środka ciężkości jednorodnego łuku regularnego L są określone wzorami:

S

S

S

x

yz

=

; y

xz

=

; z

xy

=

; gdzie: S

xdl ; S

ydl ; S

zdl ;

xy = ∫

xz = ∫

yz = ∫

s

L

s

L

s

L

L

L

L

1. Obliczyć całki krzywoliniowe niezorientowane po wskazanych łukach

a) ∫ ( x + y) dl gdzie L :brzeg trójkąta o wierzch. A = ,

1

( 0) , B = (

)

1

,

0

, C = ( ,

0 0) . Odp: 1 + 2

L

b)

x 2

y dl

∫

+ 2 , gdzie L :okrąg o równaniu x 2 + y 2 = 2 x . Odp: 8

L

xy

2 14

c)

dl

∫

, gdzie L : odcinek łączący punkty A =

)

1

,

1

,

1

(

i B = (

,

3

,

2

4) . Odp:

(ln 4 + 1 )

5

z

27

L

d)

x 2 + y 2

z 2 dl

∫

+

, gdzie L : okrąg o równaniu 2

2

x + y = 4 i z = 2 . Odp: 8

π

2

L

e*) ∫ z 2 dl , gdzie L :okrąg powstały z przecięcia sfery o równaniu 2

2

2

x + y + z = 1 i

L

płaszczyzny o równaniu y = x . Odp: π

f*) ∫

− z 2

2

dl , gdzie: L -jest częścią wspólną powierzchni stożka

2

2

z =

x + y i walca

L

3

równaniu x 2 + y 2 = y . Odp: π

2

2. Obliczyć długość łuku krzywej L o opisie parametrycznym

a) r( t) = ( a( t − sin t), a 1

( − cos t)) dla t ∈ [ ,

0 2π ] i a > 0 (wycinek cykloidy) Odp: 8 a

b) r( t) = ( a cos t, a sin t, at) dla t ∈[ , 0 2π ] i a > 0 (wycinek linii śrubowej) Odp: 2

π

2

c) r( t) = ( − t

e cos t, − t

e sin t, − t

e ) dla t ∈ [ ,

0 ∞) i (wycinek spirali) Odp: 3

3. Obliczyć współrzędne środków ciężkości danych jednorodnych łuków:

a) wycinka linii śrubowej r( t) = ( a cos t, a sin t, bt) dla t ∈[ , 0 2π ] Odp: x = y = ;

0 z = π .

b

s

s

s

1

4

e + 4 2

e − 1

b)wycinka linii łańcuchowej f ( x) =

( x

− x

e + e ) dla x ∈ [−

]

1

,

1

Odp: x

.

s =

;

0 ys =

2

4 e( 2

e − )

1

2

c) brzeg trójkąta sferycznego 2

2

2

x + y + z = 1 dla x, y, z ≥ 0 . Odp: x

y

z

.

s =

s =

s =

π

3

B. Całka krzywoliniowa zorientowana z pola wektorowego ciągłego W = [ P, ,

Q R]po łuku +

L

regularnym zorientowanym o opisie parametrycznym r( t) = ( x( t), y( t), z( t)) dla t ∈ [α , β ]

β

zgodnym z orientacją łuku +

L wyraża się wzorem ∫ W r

( ) ⋅ dr = ∫ W r

( t

( ))⋅ r t

( d

) t lub

+

L

α

β

∫ P x

( , y, z d

) x+ Q x

( , y, z d

) y+ R x

( , y, z d

) z= ∫ P

[ x

( t

( ), y t

( ), z t

( ) x

) ′ t

( ) + Q( x t

( ), y t

( ), z t

( ) y

) ′ t

( ) + R x

( t

( ), y t

( ), z t

( ) z

) ′ t

( ) d

] t

+

L

α

Gdy łuk płaski L jest dany w postaci wykresu funkcji klasy 1

C y = y( x) dla x ∈ [ a, b] to

wektor styczny do łuku w punkcie r( x) = ( x, y( x)) ∈ L ma postać r (

′ x) = ,1

[ y (

′ x)]

i całka krzywoliniowa zorientowana po tym łuku wyraża się wzorem

b

∫ P( x, y d

) x+ Q( x, y d

) y = ∫[ P( x, y( x))+ Q( x, y( x)) ′

y ( x) d

] x

+

L

a

Gdy łuk płaski L jest dany w postaci wykresu funkcji klasy 1

C x = x( y) dla y ∈[ c, d ] to

wektor styczny do łuku w punkcie r( y) = ( x( y), y) ∈ L ma postać r (

′ y) = [ x (′ y), ]

1 i całka

krzywo liniowa zorientowana po tym łuku wyraża się wzorem

d

∫ P( x, y d

) x+ Q( x, y d

) y = ∫[ P( x( y), y) ′

x ( y) + Q( x( y), y) d

] y

+

L

c

1. Obliczyć całki krzywoliniowe zorientowane po wskazanych łukach o orientacji zgodnej z

parametryzacją

4

a) ∫ x

2

(

+ y d

) x+( x 2 − y d

) y gdzie L : r( t) = ( t, 2

t ) dla t ∈[

]

1

,

0

(wycinek paraboli) Odp:

3

L+

π

b) ∫( x+ y d

) x+( x− y d

) y gdzie L : r( t) = (2 cos t,4sin t) dla t ∈ [ ,

0

] (wycinek elipsy) Odp: −1

4

L+

c) ∫ yzdx− xzdy+ xydz gdzie L : r( t) = ( t

e , 3 t

e , − t

e ) dla t ∈[

]

1

,

0

. Odp:

3

1 − e

L+

d) ∫( y+ z d

) x+( x+ z d

) y+( x+ y d

) z gdzie L : r( t) = ( t, 2

t , 3

t ) dla t ∈[

]

1

,

0

Odp: 3

L+

15

e)

ydx

∫ + zdy+ xdz gdzie L :odcinek o początku A = ,1

( − ,

1 2) i końcu B = ( ,

0

)

3

,

2

Odp:

AB

2

A

L B

f*) y 2 dx

∫

+ z 2 dy+ x 2 dz gdzie L+ jest krzywą powstałą z przecięcia górnej powierzchni

+

L

1

sfery

2

2

z = 1 − x − y i walca x 2 + y 2 = x Odp: − π .

4

g) ( x

∫ − z d

) x+ ( y − x d

) y + ( z − y d

) z gdzie L

2

2

x + y =

+ jest krzywą powstałą z przecięcia walca

1i

+

L

płaszczyzny z − x = 1 zorientowaną zgodnie z ruchem wskazówek zegara patrząc z góry

Odp: π

2 .

h)

xydx

∫

+ ydy x 3

+ dz gdzie L jest łukiem powstałym z przecięcia walca

AB

+

A

L B

parabolicznego

2

y = x i płaszczyzny x + z = 1 o początku w punkcie A = (− ,

1

,

1 0) i końcu

B = ( ,

0

)

1

,

0

Odp: -1 .

2. Obliczyć całki krzywoliniowe zorientowane po wskazanych łukach o orientacji zgodnej z

parametryzacją

a) ∫ xydx + x 2 dy gdzie +

L : jest brzegiem trójkąta o wierzchołkach A = ( ,

0 0) , B = ,

1

( 2) ,

L +

C = (− ,

1 4) zorientowanym dodatnio względem wnętrza. Odp: 0 .

b) ∫ x 2 yd +

x xy( y + d

)

1 y gdzie +

L : jest okręgiem x 2 + y 2 = 2 y zorientowanym dodatnio

L+

względem wnętrza. Odp: 0

c) ∫ x

3

(

+ z

5 d

) x+( x+4 y d

) y+ x

6

(

− z d

) z gdzie +

L : jest brzegiem trójkąta o wierzchołkach

L+

A = ( ,

2 ,

0 0) , B = ( ,

0 ,

2 0) , C = ( ,

0 ,

0 2) zorientowanym ABCA Odp: 0

3.Obliczyć pracę w podanych polach sił po wskazanych łukach zorientowanych

a) W( ,

x ,

y z) = 2

[ x , 2

y x ] gdzie +

L : jest odcinkiem o początku w punkcie A = ,

1

( 0) i końcu w

punkcie B = (

)

3

,

0

. Odp: 0

b) W( ,

x ,

y )

z =[ x ,

y y + ,

z ]

z gdzie +

L : jest łukiem r( t) = (cos t,sin t, t) o początku w punkcie 2

π

A = ,

1

(

,

0 0) i końcu w punkcie B = (−

,

0

,

1

π ) . Odp:

2

r

c) W( ,

x ,

y )

z =[ 2

xy ,

2

yz ,

2

zx ] gdzie L

: odcinek o początku A = ,

1

(

)

1

,

0

i końcu B = (

,

1

,

2

)

0

AB

1

Odp: −

4

4. Wykazać, że całka nie zależy od drogi całkowania w odpowiednio wybranym obszarze

powierzchniowo jednospójnym a następnie obliczyć tę całkę:

3

1

2

2

x

a*)

(4

∫ xy − ) dx + (6 x y + ) dy dla A = ( )1

,

0

i B = ( ,

3 2) .

y

y 2

LAB

b*) ∫ (2 x + yz d

) x + 3

( y 2 + xz) dy + (4 z 3 + xy) dz dla A = ( , 0 ,

0 0) i B =

)

1

,

1

,

1

(

.

LAB

z

z

z

x

1

c*) ∫ (

−

d

) x +

dy + (

−

) dz dla A = (

)

3

,

1

,

2

i B = ( ,

3

)

1

,

2

.

x 2 y

x 2 + z 2

xy 2

x 2 + z 2

xy

LAB

y 2

y

y

y

y

d*) d) ∫ 1

( −

cos

d

) x + (sin

+ cos ) dy dla A = ,

1

( π ) i B = ( ,

2 π )

x 2

x

x

x

x

LAB

e*) ∫ ye− xdx + (2 y − e− x ) dy dla A = ( , 0 0) i B = ,

1

( −2)

LAB

1

y

x

x

xy

f*) ∫ 1

( −

+ d

) x + ( +

) dy +

dz A =

)

1

,

1

,

1

(

i B = ( ,

0

)

3

,

2

.

y

z

z

y 2

z 2

LAB

C. Niech pole wektorowe W = [ P, Q] będzie klasy 1

C w obszarze

2

D ⊂ R , którego brzegiem

jest krzywa regularna zamknięta

+

∂ D zorientowana dodatnio względem wnętrza, tego obszaru

to wtedy zachodzi wzór Greena

P( x, y d

) x

∫

+ Q( x, y d

) y =

Q

[

( x, y)

∫∫

− P ( x, y) d

] D

x

y

+

D

∂

D

Korzystając ze wzoru Greena obliczyć podane całki krzywoliniowe po brzegach

+

∂ D

dodatnio zorientowanych względem wnętrza obszaru D

a) ∫ x

e

(

+ y 2 d

) x+ y

e

(

+ x 2 d

) y gdzie

+

∂ D jest brzegiem obszaru D ograniczonego

+

∂ D

1

krzywymi

2

y = x i y = x . Odp:

30

b) ∫ ytg 2 xdx + tgxdy gdzie

+

∂ D jest brzegiem obszaru

+

∂ D

D = {( x, y)

2

∈ R : 2

x + ( y + )

1 2 ≤ }

1 Odp: π

c) ∫ x 2 ydx − xy 2 dy gdzie

+

∂ D jest brzegiem obszaru

+

∂ D

1

D = {( x, y)

2

∈ R : x ≥ 0 ∧ y ≥ 0

2

2

∧ x + y ≤ }

1 Odp: − π

8

d) ∫ ( x 2 + y) dx + ( x + y 2 ) dy gdzie

+

∂ D jest brzegiem obszaru trójkąta D

+

∂ D

o wierzchołkach A =

)

1

,

1

(

, B = ( ,

3 2) , C = (

)

5

,

2

. Odp: 0

e) ∫ x

e 1

( − cos y ) dx − x

e ( y − sin y ) dy gdzie

+

∂ D jest brzegiem obszaru

+

∂ D

1

D = {( x, y)

2

∈ R : 0 ≤ xπ ∧ 0 ≤ y ≤ sin }

x Odp:

1

(

π

− e )

5

Całki powierzchniowe:

A. Całka powierzchniowa niezorientowana z pola skalarnego ciągłego ϕ , po płacie

regularnym P o opisie parametrycznym r( u, v) = ( x( u, v), y( u, v), z( u, v)) dla 2

( u, v) ∈ ∆ ⊂ R

wyraża się wzorem: ∫∫ϕ( r) ds = ∫∫ϕ( r( u, v)) N ( u, v) d∆

P

∆

∫∫ϕ( x, y, z) ds = ∫∫ ( x( u, v), y( u, v), z( u, v)) N 2

ϕ

( u, v)

2 ( , )

2 ( , )

x

+ N u v

y

+ N u v d

z

∆

P

∆

gdzie: N ( u, v) = r ( u, v) × r ( u, v) wektor normalny do płata w punkcie r( u, v) ∈ P

u

v

Gdy płat P jest dany w postaci wykresu funkcji klasy 1

C np: z = z( x, y) dla

2

( x, y) ∈ D ⊂ R to

wektor normalny do płata N ( u, v) = [− z ( x, y),− z ( x, y), ]

1 w punkcie ( x, y, z( x, y)) ∈ P

x

y

∫∫ϕ( x, y, z) ds = ∫∫ ( x, y, f ( x, y)) f 2

ϕ

( x, y)

f 2 ( x, y) 1 d

x

+ y

+ ⋅ ∆

P

D

1.Obliczyć całki powierzchniowe niezorientowane po wskazanych płatach:

a) ∫∫ z 2 ds gdzie P :część stożka

2

2

z =

x + y odciętego płaszczyznami z = 1 i z = 2

P

b) ∫∫ xyzds gdzie P :część płaszczyzny x + y + z = 1zawartej w pierwszym oktancie.

P

c) ∫∫ ( x 2 + z 2 ) ds gdzie P :część sfery 2

2

2

x + y + z = 4 odciętej płaszczyznami z = 1 i z = 2

P

d) ∫∫ z 2 ds gdzie P :część walca 2

2

x + z = 4 odciętego płaszczyznami y = 0 i y = 1 ( z ≥ 0)

P

e) ∫∫ xyzds gdzie P :część powierzchni y 2 = x odciętej płaszczyznami y = , 1 y = 2 i z = ,

0 z = 4

P

f) ∫∫ yds gdzie P :część powierzchni

2

2

z =

x + y wyciętej walcem parabolicznym

P

2

x = 1 − y płaszczyzną i x = 0 .

15π 2

3

26π

π

391 17

5 5

Odp: a)

; b)

; c)

; d)

; e)

−

.

2

120

3

2

15

3

2. Obliczyć pola powierzchni podanych płatów

a) P :część płaszczyzny 2 x + 3 y + z − 6 = 0 zawartej w walcu 2

2

x + y = 4

b) P :część paraboloidy

2

2

z = x + y odciętej płaszczyzną z = 2

c) P :część stożka

2

2

z =

x + y odciętego płaszczyznami y = x; y = 3 x i z = ; 1 z = 3 ( x ≥ 0)

13

π 2

Odp: a) 4 1 π

4 ; b)

π ; c)

;

3

3

3. Obliczyć współrzędne środka ciężkości jednorodnych podanych płatów

a) P :część płaszczyzny x + y + z = 4 zawartej w walcu 2

2

x + y ≤ 4

b) P :część paraboloidy

2

2

z = x + y odciętej płaszczyzną z = 1

c) P :część stożka

2

2

z = 2 x + y odciętego płaszczyznami z = 1 i z = 6 .

25 5 + 1

13

Odp: a) x

y

z

; b) x

y

z

; c) x

y

z

.

s =

s =

;

0

s =

s =

s =

;

0

s =

s =

s =

;

0

s = 4

10(5 5 − )

1

3

B. Całka powierzchniowa zorientowana z pola wektorowego ciągłego W = [ P, Q, R], po płacie regularnym zorientowanym

+

P o opisie parametrycznym

r( u, v) = ( x( u, v), y( u, v), z( u, v)) dla 2

( u, v) ∈ ∆ ⊂ R zgodnym z orientacją płata +

P wyraża

się wzorem ∫∫ W ( r) o ds = ∫∫ W ( r u

( , v)) o N u

( , v) ⋅ d∆ lub

+

P

∆

∫∫ P( x, y, z d

) yd +

z Q( x, y, z d

) zd +

x R( x, y, z d

) xd =

y

+

P

∫∫[ P( x u

( , v), y u

( , v), z u

( , v )

) N u

( , v)

( ( , ), ( , ), ( , ))

( , )

( ( , ), ( , ), ( , ))

( , )]

x

+ Q x u v y u v z u v N u v

y

+ R x u v y u v z u v N u v

z

∆

d

∆

gdzie: N ( u, v) = r ( u, v) × r ( u, v) wektor normalny do płata w punkcie r( u, v) ∈ P

u

v

Gdy płat P jest dany w postaci wykresu funkcji klasy 1

C np: z = z( x, y) dla

2

( x, y) ∈ D ⊂ R to

N ( x, y) = [− z ( x, y),− z ( x, y), ]

1 wektor normalny do płata w punkcie r( x, y) ∈ P

x

y

∫∫ P x

( , y, z d

) yd +

z Q x

( , y, z d

) zd +

x R x

( , y, z d

) xd =

y ∫∫ −

[ P x

( , y, z x

( , y z

)

)

u

( , v)

( , , ( , )) ( , )

( , , ( , ))]

x

− Q x y z x y z u v

y

+ R x y z x y ∆

d

+

P

∆

1.Obliczyć całki powierzchniowe zorientowane po wskazanych płatach:

a) ∫∫

+

xdydz + ydzdx + zdxdy gdzie P :górna część paraboloidy

2

2

z = 1 − x − y odciętej

+

P

3

płaszczyzną z = 0 . Odp: π .

2

b) ∫∫

+

( x + y) dydz + ( y + z) dzdx + ( z + x) dxdy gdzie P :dolna część płaszczyzny x + y + z = 1

+

P

zawarta w pierwszym oktancie. Odp: − 1.

c) ∫∫

+

xdydz + ydzdx + zdxdy gdzie P :zewnętrzna strona części walca 2

2

x + z = 1 odciętego

+

P

płaszczyznami y = −2 i y = 1. Odp: 0 .

d) ∫∫

+

ydydz + zdzdx + xdxdy gdzie P : górna część paraboloidy

2

2

x = y + z odciętej

+

P

2

płaszczyznami x = 1 i z = 0 , ( z ≥ 0) . Odp:

.

3

e) ∫∫

+

z 2 dxdy gdzie P : jest zewnętrzną stroną powierzchni sfery 2

2

2

x + y + z = 4 . Odp: 0 .

+

P

f) ∫∫

+

ydydz − xdzdx + 2 xdxdy gdzie P : jest zewnętrzną stroną części powierzchni

+

P

paraboloidy

2

2

z = x + y wyciętej walcem x 2 + y 2 ≤ y i x ≥ 0 .

C. Niech pole wektorowe W = [ P, Q, R] będzie klasy 1

C w obszarze G , którego brzegiem jest

powierzchnia regularna zamknięta

+

∂ G zorientowana zewnętrznie, wtedy zachodzi wzór

Gaussa ∫∫ W ( r) ⋅ ds = ∫∫∫ divW ( r) dG

+

∂ G

G

∫∫ P( x, y, z) ⋅ dydz + Q( x, y, z) dzdx + R( x, y, z) dxdy = ∫∫∫[ P ( x, y, z) Q ( x, y, z) R ( x, y, z) d

] G

x

+ y

+ z

+

∂ G

G

Niech pole wektorowe W = [ P, Q, R] będzie polem prędkości cieczy na powierzchni zorientowanej +

S , wtedy strumień cieczy wypływającej przez tę powierzchnie w jednostce

czasu w kierunku zgodnym z orientacją wyraża się wzorem ∫∫ W ( r) ⋅ ds .

+

S

1.Korzystając ze wzoru Gaussa obliczyć całki powierzchniowe zorientowane po danych

powierzchniach zorientowanych. Sprawdzić otrzymane wyniki obliczając całki bezpośrednio.

a) ∫∫

+

xdydz + ( x + y) dzdx + ( x + y + z) dxdy gdzie ∂ G : jest zewnętrzną stroną brzegu

+

∂ G

obszaru G ograniczonego sferą 2

2

2

x + y + z = 1.

b) ∫∫

+

( x 3 − z 3 ) dydz + ( y 3 − x 3 ) dzdx + ( z 3 − y 3 ) dxdy gdzie ∂ G : jest zewnętrzną stroną

+

∂ G

brzegu obszaru G ograniczonego walcem 2

2

x + y = 4 oraz płaszczyznami z = 0 i z = 1.

c) ∫∫

+

x 2 dydz + y 2 dzdx + z 2 dxdy gdzie ∂ G : jest zewnętrzną stroną brzegu obszaru

+

∂ G

G ograniczonego stożkiem

2

2

z =

x + y i płaszczyzną z = 1.

π

Odp: a) π

4

; b) 2 π

8 ; c)

.

2

2.Obliczyć strumienie podanych pól wektorowych przez podane powierzchnie:

x

2 z

a)

(

W ,

x ,

y )

z = [ , 2

2

z − x ,

] gdzie +

S :jest zewnętrzną całkowitą powierzchnią walca

3

3

2

2

x + y ≤ 4 i 0 ≤ z ≤ 2 . Odp: π

8 .

− x

− y

− z

b) W( ,

x ,

y )

z =[

,

,

] gdzie +

S :jest powierzchnią

2

2

2

2

2

2

2

2

2

x + y + z

x + y + z

x + y + z

zewnętrzną sfery 2

2

2

2

x + y + z = R . Odp:

2

− 4 R

π .

c) W( ,

x ,

y )

z = 5

[ x + ,

z x −3 y 4

, y − 2 ]

z gdzie +

S :jest górną częścią płaszczyzny x + y + z = 2

odciętą płaszczyznami układu współrzędnych. Odp: 0 .

Pytania z teorii

1. Podać wzór na całkę krzywoliniową nieoznaczoną i obliczyć całkę

a) ∫ ( x + y) dl gdzie L :brzeg trójkąta o wierzch. A = ,

1

( 0) , B = (

)

1

,

0

, C = ( ,

0 0) .

L

b) Obliczyć długość łuku krzywej L o opisie parametrycznym

r( t) = ( a cos t, a sin t, at) dla t ∈ [ , 0 2π ] i a > 0 (wycinek linii śrubowej)

2. Podać wzór na całkę krzywoliniową oznaczoną i obliczyć całkę

a) ∫ x 2 yd +

x xy( y + d

)

1 y gdzie +

L : jest okręgiem x 2 + y 2 = 2 y zorientowanym dodatnio

L+

r

b) Obliczyć pracę pola sił W( ,

x ,

y )

z =[ x ,

y y + ,

z ]

z po łuku zorientowanym

+

L r( t) = (cos t,sin t, t) o początku w punkcie A = , 1

(

,

0 0) i końcu w punkcie B = (−

,

0

,

1

π ) .

3. Podać twierdzenie Greena i korzystając ze wzoru Greena obliczyć całkę krzywoliniową

a) ∫ x

e

( + y 2 d

) + y

x e

( + x 2 d

) y po brzegu

+

∂ D obszaru D ograniczonego krzywymi

2

y = x i y = x .

+

∂ D

b) ∫ x 2 ydx − xy 2 dy po brzegu

+

∂ D obszaru D = {( x, y)

2

∈ R : x ≥ 0 ∧ y ≥ 0

2

2

∧ x + y ≤ }

1 .

+

∂ D

4. Podać wzór na obliczanie całki powierzchniowej niezorientowanej z pola skalarnego po

płacie regularnym w postaci parametrycznej i jawnej

Obliczyć całki powierzchniowe niezorientowane po płacie

a) ∫∫ z 2 ds gdzie P :część walca 2

2

x + z = 4 odciętego płaszczyznami y = 0 i y = 1 ( z ≥ 0)

P

b) ∫∫ xyzds gdzie P :część powierzchni y 2 = x odciętej płaszczyznami y = , 1 y = 2 i z = ,

0 z = 4

P

5. Podać wzór na obliczanie całki powierzchniowej zorientowanej z pola wektorowego po

płacie regularnym w postaci parametrycznej i jawnej

Obliczyć całki powierzchniowe zorientowane po wskazanych płatach:

a) ∫∫ xdydz + ydzdx + zdxdy gdzie +

P jest górną częścią paraboloidy

2

2

z = 1 − x − y odciętej

+

P

płaszczyzną z = 0

b) ∫∫ xdydz + ydzdx + zdxdy gdzie +

P zewnętrzna strona części walca 2

2

x + z = 1 odciętego

+

P

płaszczyznami y = −2 i y = 1. .

6. Podać wzór Gaussa i korzystając ze wzoru Gaussa obliczyć całki powierzchniowe

zorientowane po danych powierzchniach zorientowanych.

a) ∫∫( x 3 − z 3 ) dydz + ( y 3 − x 3 ) dzdx + ( z 3 − y 3 ) dxdy gdzie

+

∂ G jest zewnętrzną stroną brzegu

+

∂ G

obszaru G ograniczonego walcem 2

2

x + y = 4 oraz płaszczyznami z = 0 i z = 1.

b) ∫∫ x 2 dydz + y 2 dzdx + z 2 dxdy gdzie

+

∂ G jest zewnętrzną stroną brzegu obszaru

+

∂ G

G ograniczonego stożkiem

2

2

z =

x + y i płaszczyzną z = 1.