Příklad 2
Vypočtěte plošný integrál
> | restart:with(plots):with(student):with(VectorCalculus): |
Warning, the name changecoords has been redefined
Warning, the assigned names <,> and <|> now have a global binding
Warning, these protected names have been redefined and unprotected: *, +, ., Vector, diff, int, limit, series
po části roviny
> | rov:=z=1-x-y; |
ležící v prvním oktantu.
Nakreslíme obrázek
> | p:=implicitplot3d(rov,x=-1..1,y=-1..1,z=-1..1,color=blue): |
# Nakreslení roviny pomocí příkazu, který vykreslí funkci danou implicitně ve 3D.
> | p1:=implicitplot3d(x>0,x=-1..1,y=-1..1,z=-1..1,color=red): |
> | p2:=implicitplot3d(y>0,x=-1..1,y=-1..1,z=-1..1,color=red): |
> | p3:=implicitplot3d(z>0,x=-1..1,y=-1..1,z=-1..1,color=red): |
# Nakreslení prvního oktantu pomocí rovin.
> | display({p,p1,p2,p3},orientation=[44,52]); |
Oblast je silně regulární vzhledem ke všem souřadnicovým rovinám. Můžeme tedy použít vzorec uvedený na začátku této kapitoly, kde funkce .
Zapíšeme funkci f(x,y) a spočteme příslušné derivace.
> | f:=1-x-y; |
> | fx:=diff(f,x); |
> | fy:=diff(f,y); |
Po dosazení dostáváme dvojný integrál
> | Doubleint(x*y*f*sqrt(1+fx^2+fy^2), y=0..1-x,x=0..1); |
Spočteme integrál
> | value(%); |
Pro zrychlení výpočtů lze užít příkazů z VectorCalculus
> | SurfaceInt( x*y*z, [x,y,z] = Surface( <s,t,1-s-t>, [s,t]=Triangle(<0,0>,<1,0>,<0,1>))); |
# Příkaz Surface určí plochu, přes kterou se bude integrovat. Využilo se konstrukce Triangle pro vytvoření trojúhelníka ze zadaných bodů. Trojúhelník jsme získali průmětem zadané roviny do roviny xy .
> |
> |