Тройной интеграл

Обобщением определенного интеграла на случай функции трех переменных является так называемый «тройной интеграл». Теория тройного интеграла аналогична теории двойного.

Понятие тройного интеграла связано с задачей о массе неоднородного тела. Если тело однородно, т.е. в каждой точке плотность одна и та же, то масса М тела находится по формуле . Определим массу неоднородного тела V, с переменной плотностью ρ=f(x,y,z).

Рис. 12
Разобьем область V сеткой поверхностей на n частей . Рассмотрим элементарную область (рис. 12). Так как можно считать параллелепипедом со сторонами , то объем элементарной области будет равен .

Выберем произвольную точку в каждой элементарной области. В силу того, что область очень мала, считаем плотность постоянной и равной значению функции ρ=f(x,y,z) в точке , т.е. . Тогда масса элементарной области находится по формуле . Масса всего тела будет складываться из масс элементарных областей, т.е. .

Будем неограниченно увеличивать n (), получим .

Если этот предел существует, то он называется тройным интегралом и обозначается

 

(-элемент объема).

 

Теорема. Если функция f(x,y,z) непрерывна в ограниченной замкнутой области V , то предел интегральной суммы существует и не зависит ни от способа разбиения области V на части, ни от выбора точек в них.

Физический смысл тройного интеграла:

Если функция f(x,y,z) непрерывна и показывает плотность распределения вещества в замкнутой области V, то масса всего вещества, заключенного в области, вычисляется с помощью тройного интеграла

.