15.5-bo'lim : Uch karrali integrallar
8. \(0 \le x \le 2\), \(0 \le y \le 1\) tomonidan aniqlangan \(xy\) tekisligida \(z = 4 - xy\) ostidagi va mintaqadan yuqori mintaqa hajmini aniqlash uchun uch karrali integraldan foydalaning.
Yechim
Xo'sh, keling, nima bilan shug'ullanayotganimizni his qilishimiz uchun hajmini xohlagan hududning qisqacha eskizi bilan boshlaylik. Biz bu hududni \(E\) deb ataymiz.


Biz "an'anaviy" o'qlar to'plami bilan bir qatorda "quti" o'qlari to'plami bilan eskizlarni berdik, bu sirt va mintaqani tasavvur qilishda yordam beradi.
Mintaqaning yuqori qismi (to'q sariq rangli sirt) \(z = 4 - xy\) grafigidir. Ko'rsatilgan ikki tomon (ko'k va qizil yuzalar) mintaqaning yo'nalishini hisobga olgan holda biz ko'rishimiz mumkin bo'lgan mintaqaning ikki tomonini ko'rsatadi. Mintaqaning pastki qismi \(xy\)-samolyotidir.
2-qadam
Bu qattiq jismning hajmi quyidagicha ifodalanadi:
\[V = \iiint\limits_{E}{{dV}}\]3-qadam
Shunday qilib, endi biz integral uchun o'rnatilgan chegaralarni olishimiz kerak. Yuqoridagi eskizdan biz \(z\) uchun quyidagi limitlarga ega bo'lishini bilamiz.
\[0 \le z \le 4 - xy\]Bizga \(D\) uchun ham limitlar kerak bo'ladi. Bu holda, bu juda oddiy, masalan, biz \(D\) faqat \(xy\) tekisligidagi to'rtburchaklar ekanligini ko'rishimiz mumkin va aslida limitlar muammo bayonotida quyidagicha berilgan:
\[\begin{array}{c}0 \le x \le 2\\ 0 \le y \le 1\end{array}\]Haqiqatan ham, bitta buyurtma va ikkinchisini bajarishning afzalligi yo'q, shuning uchun bu holda biz \(y\) va keyin \(x\) ni birlashtiramiz.
Endi, bu chegaralarning barchasini integralga ulash,
\[V = \iiint\limits_{E}{{dV}} = \int_{0}^{2}{{\int_{0}^{1}{{\int_{0}^{{4 - xy}}{{dz}}\,dy}}\,dx}}\]4-qadam
OK, endi biz qilishimiz kerak bo'lgan narsa - bu integralni baholash. Mana \(z\) integratsiyasi.
\[\begin{align*}V & = \int_{0}^{2}{{\int_{0}^{1}{{\left. z \right|_0^{4 - xy}\,dy}}\,dx}}\\ & = \int_{0}^{2}{{\int_{0}^{1}{{4 - xy\,dy}}\,dx}}\end{align*}\]5-qadam
Endi \(y\) integratsiyasini bajaramiz.
\[\begin{align*}V & = \int_{0}^{2}{{\left. {\left( {4y - \frac{1}{2}x{y^2}} \right)} \right|_0^1\,dx}}\\ & = \int_{0}^{2}{{4 - \frac{1}{2}x\,dx}}\end{align*}\]6-qadam
Va nihoyat, mintaqa hajmini olish uchun \(x\) integratsiyasini qilaylik.
\[V = \iiint\limits_{E}{{dV}} = \left. {\left( {4x - \frac{1}{4}{x^2}} \right)} \right|_0^2 = \require{bbox} \bbox[2pt,border:1px solid black]{7}\]