Тапҡырлы интеграл битенең сығанаҡ тексын ҡарарға

{{Ук}}
[[Математик анализ]]да тапҡырлы йәки күп тапҡырлы интеграл тип <math>\ d > 1 </math> үҙгәреүсәндәрҙән алынған интегралдар күмәклеге атала. Мәҫәлән:

: <math>\underbrace {\int\cdots\int}_{d}f(x_1,\ldots,x_d)dx_1\cdots dx_d</math>

'''Иҫкәрмә:''' тапҡырлы интеграл ({{lang-ru|Кратный интеграл}}) − ул аныҡ интеграл, уны иҫәпләгәндә һәр саҡ һан килеп сыға.

== Тапҡырлы интеграл билдәләмәһе ==
<math>B\sub \R^n</math> —<ref>Здесь и всюду ниже, если не оговорено противное, измеримость множества понимается в Жордановом смысле.</ref> n-үлсәмле матди арауыҡтың [[Жордан үлсәме|үлсәнмәле]] күмәклеге булһын, <math>f:B\to\R</math> — <math>B</math> күмәклегендә бирелгән функция.

'''<math>B</math> күмәклегенең бүленеше''' <math>\sigma</math> — ул берекмәлә бөтә <math>B</math> күмәклеген биргән, икешәрләп киҫешмәүсе аҫкүмәклектәре йыйылмаһы <math>\sigma = \left\{ {{U}_{i}}\subset B \right\}</math>.

'''Бүленеш ваҡлығы''' <math>\left| \sigma  \right|</math> — ул <math>U_i \in \sigma</math> күмәклектәренең иң ҙур [[диаметр]]ы.
: <math>\left| \sigma  \right|=\max \left\{ \operatorname{diam}\left( {{U}_{i}} \right) \right\}</math>

Бүленеш ''сикле'' тип атала, әгәр ул сикле күмәклек булһа, һәм ''үлсәнмәле'' тип атала, әгәр уның бөтә элементтары ла — [[Жордан үлсәме|үлсәнмәле]] (был осраҡта — Жордан буйынса) күмәклектәр булһа.

<math>f</math> функцияһының <math>B</math> күмәклегендә '''тапҡырлы (n-тапҡырлы) интегралы''' тип шундай <math>I</math> '''һаны''' (әгәр ул булһа) атала, <math>I</math> һанының ни тиклем бәләкәй генә <math>\varepsilon</math>-тирә-яғын алмайыҡ, һәр саҡ <math>B</math> күмәклегенең шундай бүленеше һәм аралағы нөктәләр йыйылмаһы табыла, функцияның аралыҡ нөктәһендәге ҡиммәтенең бүленеш үлсәменә ҡабатландыҡтары суммаһы был тирә-яҡҡа инә. Формаль рәүештә:
: <math>\forall \varepsilon>0\;\; \exists \delta>0</math> : <math>\sigma = \{ U_i \}_{i=1}^{m}</math> : <math>\left| \sigma  \right|<\delta \; \forall \xi_i \in U_i \; \; \left| {\sum_{i=1}^{m}f(\xi_i)\mu(U_i) - I} \right| < \varepsilon</math>

Бында <math>\mu(U_i)</math> — <math>U_i</math> күмәклегенең үлсәме.

Был билдәләмәне интеграль суммалар ҡулланып икенсе формала әйтеп бирергә мөмкин. Атап әйткәндә, бирелгән <math>\sigma = \{ U_i \}_{i=1}^{m}</math> бүленеше һәм <math>\xi = \{ \xi_i \in U_i \}</math> нгөктәләр күмәклеге өсөн

: <math>\zeta(f,\sigma, \xi) = \sum_{i=1}^m f(\xi_i) \mu(U_i)</math> интеграль суммаһын ҡарайыҡ.

<math>f:B\to \R</math> функцияһының тапҡырлы интегралы тип

: <math>I = \lim_{\left| \sigma  \right|\to 0} \zeta(f,\sigma,\xi)</math> сикләнмәһе атала (әгәр ул булһа).

Сикләнмә 0-гә ынтылған ваҡлыҡ менән бөтә бүленештәр эҙмә-эҙлелеге күмәклеге буйынса алына. Әлбиттә, был билдәләмә алдағыһынан, асылда, ҡулланылған теле менән генә айырыла.

Интеграл түбәндәгесә тамғалана:
* Векторлы күренештә<ref>Достаточно типичным в такой записи использовать для элемента (''n''-мерного) объема интегрирования другой буквы, чем для обозначения векторного аргумента интегрируемой функции, то есть не <math>\int\limits_{G}{f\left( X \right)dX},</math> а например <math>\int\limits_{G}{f\left( X \right)dV_X}</math> или просто <math>\int\limits_{G}{f\left( X \right)dV}</math> или <math>\int\limits_{G}{f\left( X \right)d\Omega}</math> итп,
поскольку в координатной записи этот элемент объема представляет собой в простейших случаях произведение дифференциалов координат <math>dV_X = \prod_i dX_i</math>, а в более общем случае криволинейных координат ''X'' необходимо включает в себя еще и детерминант [[Метрический тензор|метрики]]: <math>dV_X = |\det g| \prod_i dX_i.</math></ref>
:: <math>\int\limits_{G}{f\left( X \right)dX}=I</math>,
* Йәки интеграл тамғаһын <math>\ d</math> тапҡыр ҡуялар, функцияны һәм <math>\ d</math> дифференциалдарын яҙалар: <math>\underbrace{\int{\cdots }\int }_{d}f({{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}})d{{x}_{1}}\cdots d{{x}_{d}}=I</math>.
* Икеләтелгән һәм өсләтелгән интегралдар өсөн шулай уҡ ярашлы рәүештә <math>\iint</math> и <math>\iiint</math> тамғаланыштары ҡулланыла.

Хәҙерге математик һәм физик мәҡәләләрҙә интеграл тамғаһын ҡабат-ҡабат яҙыу ҡулланылмай.

Бындай күп тапҡырлы интеграл '''үҙ мәғәнәлә интеграл''' тип атала.

<math>n=1</math> осрағында тапҡырлы интеграл [[Риман интегралы]] менән тап килә.

== Тапҡырлы интегралдың булыуы ==
; Етерлек шарттар
* Әгәр функция Жордан буйынса үлсәнмәле компактта өҙлөкһөҙ булһа, ул был компактта интегралланыусы функция.
** Күмәклектә сикләнмәгән функция өҙлөкһөҙ булһа ла интегралланыусы булмаҫҡа мөмкин. Мәҫәлән, <math>y=1/x</math> функцияһы <math>\left( 0;1 \right)</math> [[Аралыҡ (математика)|интервалында]] интегралланыусы түгел.
* Әгәр функция Жордан буйынса үлсәнмәле күмәклектә бирелһә, һәм күмәклектең шундай мөмкин тиклем ваҡ бүленештәре булып, бирелгән функция бөтә ыңғай үлсәмле элементтарының берекмәһендә сикһеҙ булһа, ул саҡта функция был күмәклектә интегралланыусы '''''түгел'''''.

; Дарбу критерийы
{{main|Критерий Дарбу}}
Функцияның <math>G</math> күмәклегендә өҫкө <math>I^*</math> һәм түбәнге <math>I_*</math> [[Дарбу интегралы|Дарбу интегралдары]] булһын, ти. Ул саҡта, әгәр өҫкө һәм түбәнге [[Дарбу Интегралы|Дарбу интегралдары]] тигеҙ булһа, бирелгән функция <math>G</math> күмәклегендә интегралланыусы, шуның менән бергә:

: <math>I^*=I_*=\int\limits_{G}{f\left( X \right)dX}</math>

; Лебег критерийы
<math>G</math> — Жордан буйынса үлсәнмәле күмәклек булһын, ти.
Функция <math>G</math> күмәклегендә интегралланыусы була, әгәр:
* Функция <math>G</math> күмәклегендә сикле булһа.
* Функция <math>G\setminus E</math> күмәклегендә өҙлөкһөҙ булһа, бында <math>E</math> күмәклегенең [[Лебег үлсәме]] нуль.

== Тапҡырлы интегралдар үҙсәнлектәре ==
* '''Функция буйынса һыҙыҡлылыҡ'''. <math>\ G</math> үлсәнмәле, <math>\ f</math> һәм <math>\ g</math> функциялары <math>\ G</math> күмәклегендә интегралланыусы булһын, ти. Ул саҡта

:: <math>\forall \lambda ,\mu \in \R:~ \int\limits_{G}{\left( \lambda f+\mu g \right)dX}=\lambda \int\limits_{G}{fdX}+\mu \int\limits_{G}{gdX}</math>.

* '''Интеграллау күмәклеге буйынса аддитивлыҡ'''. <math>{G}_{1}</math> һәм <math>G_2</math> үлсәнмәле күмәклектәр булһын, ти. <math>G_1\cap G_2 = \varnothing </math> һәм <math>G_1\cup G_2 = G</math>. Шулай уҡ <math>f(X)</math> функцияһы <math>G_1</math> һәм <math>G_2</math> күмәклектәренең һәр береһендә билдәләнгән һәм интегралланыусы булһын. Ул саҡта <math>G</math> буйынса интеграл бар һәм

:: <math> \int_G f(X) dX = \int_{G_1} f(X) dX + \int_{G_2} f(X) dX</math>.

* '''Функция буйынса монотонлыҡ'''. <math>G</math> үлсәнмәле күмәклек, <math>f</math> һәм <math>g</math> функциялары <math>G</math> күмәклегендә интегралланыусы функциялар булһын, шуның менән бергә <math>\forall X\in G\colon f\left( X \right)\leqslant g\left( X \right)</math>. Ул саҡта
:: <math>\int_G f(X)dX \leqslant \int_G g(X)dX </math>.

* '''Өсмөйөштөң интеграль тигеҙһеҙлеге'''. Алдағы үҙсәнлектең эҙемтәһе.
:: <math>\left| \int_G f(X)dX \right|\leqslant \int_G \left| f(X) \right| dX</math>

* '''Урта тураһында интеграль теорема'''. <math>G</math> — компакт, <math>f(X)</math> функцияһы <math>G</math> компактында өҙлөкһөҙ һәм интегралланыусы функция булһын, ти. Ул саҡта
:: <math>\exists Y\in G\colon \int_G f(X)dX = f(Y) \mu(G)</math>

* <math>f(X) = c</math> даими функцияһы теләһә ниндәй <math>G</math> үлсәнмәле күмәклегендә интегралланыусы була, шуның менән бергә
:: <math>\int_G f(X)dX = c\cdot \mu(G)</math>.

* Эҙемтә булараҡ, <math>\ \int_G dX = \mu(G)</math>.

== Тапҡырлы интегралдарҙы иҫәпләү ==

=== Тапҡырлы интегралдарҙы ҡабатлы интегралға ҡайтарып ҡалдырыу ===
<math>D\subset {{\mathbb{R}}^{d-1}}</math> — үлсәнмәле күмәклек булһын, ти.
<math>G=\left\{ \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right):\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)\in D;\varphi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)\le {{x}_{d}}\le \psi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right) \right\}</math> — шулай уҡ үлсәнмәле күмәклек, <math>f\left( X \right)</math> <math>\ G</math> күмәклегендә өҙлөкһөҙ һәм интегралланыусы функция булһын. Ул саҡта
* <math>\int\limits_{\ \varphi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)}^{\psi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)}{f\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right)d{{x}_{d}}} \equiv I\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)</math> Лебег үлсәме нуль булған <math>D_0</math> күмәклегенән башҡа, <math>D</math> күмәклегендә бөтә ерҙә бар (<math>D_0</math> буш булырға мөмкин);
* <math>\int\limits_{D} \tilde I\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right) d{{x}_{1}}\ldots d{{x}_{d-1}} \equiv \int\limits_{D}{\left[ \int\limits_{\,\varphi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)}^{\psi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)}{f\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right)d{{x}_{d}}} \right]d{{x}_{1}}\ldots d{{x}_{d-1}}}</math> бар, бында

:: <math>
  \tilde I\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right) \equiv
  \begin{cases}
    I\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right), & ({{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}}) \in D \backslash D_0 \\
    \qquad \quad 0 & ({{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}}) \in D_0,
  \end{cases}
</math>

: <math>f\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)</math> функцияһынан <math>G</math> күмәклеге буйынса '''ҡабатлы интегралы''';

* <math>\int\limits_{G}{f\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right)d{{x}_{1}}\ldots d{{x}_{d}}}=\int\limits_{D}{\left[ \int\limits_{\,\varphi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)}^{\psi \left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d-1}} \right)}{f\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right)d{{x}_{d}}} \right]d{{x}_{1}}\ldots d{{x}_{d-1}}}</math>.

Теләһә ниндәй d-үлсәмле интегралды d бер үлсәмле интегралға ҡайтарып ҡалдырып була.

=== Тапҡырлы интегралда үҙгәреүсәндәрҙе алмаштырып ҡуйыу ===
math>\ {{D}'}</math> өлкәһен <math>\ D</math>-ға күсереүсе <math>{{\mathbb{R}}^{d}} \leftrightarrow {{\mathbb{R}}^{d}}</math> [[Биекция|биектив]] сағылышы бирелһен, ти:

: <math>\left\{ \begin{align}
   {{t}_{1}}={{\psi }_{1}}\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right) \\ 
  {{t}_{2}}={{\psi }_{2}}\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right) \\ 
  \ldots  \\ 
  {{t}_{d}}={{\psi }_{d}}\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right) \\ 
\end{align} \right.</math>,

бында <math>t</math> — «иҫке» координаталар, ә <math>x</math> — «яңы» координаталар.
Артабан сағылдырыуҙы биргән функцияларҙың <math>\ {{D}'}</math> өлкәһендә беренсе тәртиптәге өҙлөкһөҙ айырым сығарылмалары, шулай уҡ сикләнгән һәм нулдән айырмалы [[якобиан]]ы булһын, ти.
: <math>\frac{D\left( t \right)}{D\left( x \right)}=\frac{D\left( {{t}_{1}},\ldots ,{{t}_{d}} \right)}{D\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right)}</math>.
Ул саҡта интеграл булыу шарты үтәлгәндә
: <math>\int\limits_{D}{f\left( T \right)dT}=\int{\int\limits_{D}{\ldots \int{f\left( {{t}_{1}},\ldots ,{{t}_{d}} \right)d{{t}_{1}}\ldots d{{t}_{d}}}}}</math>
үҙгәреүсәндәрҙе алмаштырып ҡуйыу формулаһы дөрөҫ:

: <math>\int{\int\limits_{D}{\ldots \int{f\left( {{t}_{1}},\ldots ,{{t}_{d}} \right)d{{t}_{1}}\ldots d{{t}_{d}}}}}=\int{\int\limits_{{{D}'}}{\ldots \int{f\left( {{\psi }_{1}}\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right),\ldots ,{{\psi }_{d}}\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right) \right)\left| \frac{D\left( {{t}_{1}},\ldots ,{{t}_{d}} \right)}{D\left( {{x}_{1}},\ldots ,{{x}_{d}} \right)} \right|d{{x}_{1}}\ldots d{{x}_{d}}}}}</math>

=== Симметрияны ҡулланыу ===
Әгәр интеграллау өлкәһе интеграллау үҙгәреүсәндәренең кәм тигәндә береһе буйынса координаталар башына ҡарата симметрик булһа һәм интеграл аҫты функцияһы был үҙгәреүсән буйынса [[Функцияның йоплоғо|таҡ]] булһа, интеграл нулгә тигеҙ, сөнки өлкәнең ике яртыһы буйынса интегралдар бер үк абсолют ҡиммәткә эйә, әммә ҡапма-ҡаршы тамғалы. Әгәр интеграль аҫты функцияһы был үҙгәреүсән буйынса [[Функцияның йоплоғо|йоп]] булһа, интеграл интеграллау өлкәһенең бер яртыһы буйынса икеләтелгән интегралға тигеҙ, сөнки һәр ярты өлкә буйынса интегралдар тигеҙ.

<blockquote>'''Миҫал 1.''' <math>f(x,y) = 2 \sin(x)-3y^3+5</math> функцияһы

: <math>T=\left \{ ( x,y) \in \mathbf{R}^2 \ : \ x^2+y^2\le 1 \right \}</math> өлкәһе,

[[радиус]]ы 1 һәм үҙәге координаталар башы булған түңәрәк буйынса интегралланһын, ти .

Һыҙыҡлы булыу үҙсәнлеген файҙаланып, интегралды өс өлөшкә тарҡатырға мөмкин:

: <math>\iint_T (2\sin x - 3y^3 + 5) \, dx \, dy = \iint_T 2 \sin x \, dx \, dy - \iint_T 3y^3 \, dx \, dy + \iint_T 5 \, dx \, dy</math>

2sin(''x'') и 3''y''<sup>3</sup> таҡ функция булып торалар, бынан тыш, ''T'' дискы ''x'' күсәренә ҡарата ла, шулай уҡ ''y'' күсәре буйынса ла симметрик. Шулай итеп, аҙаҡҡы һөҙөмтәгә 5 константаһы ғыны өлөш индерә.</blockquote>

<blockquote>'''Миҫал 2.''' ''f''(''x'', ''y'', ''z'') = ''x'' exp(''y''<sup>2</sup> + ''z''<sup>2</sup>) функцияһы радиусы 2 һәм үҙәге координаталар башында булған [[Сфера|сфера]] буйнса интегралланһын, ти,
: <math>T = \left \{ ( x,y, z) \in \mathbf{R}^3 \ : \ x^2+y^2+z^2 \le 4 \right \}.</math>
«Шар» бөтә өс күсәр буйынса симметрик, әммә интеграл 0-гә тигеҙ икәнен күрһәтеү өсөн ''x'' күсәре буйынса интеграллау етә, сөнки функция был үҙгәреүсән буйынса таҡ.</blockquote>

== Икеләтә интеграл ==
[[Файл:Volume under surface.png|thumb|Икеләтә интегралдың геометрик мәғәнәһе]]
Икеләтә интеграл тип <math>\ d = 2 </math> булған тапҡырлы интегралды атайҙар.

: <math>\iint\limits_{D}{f\left( P \right)d\sigma }</math>. Бында <math>\ d\sigma </math> — ҡаралған координаталарҙа майҙан элементы.

Тура мөйөшлө координаталарҙа: <math>\iint\limits_{D}{f\left( x,y \right)dxdy}</math>, бында <math>\ dxdy</math> — тура мөйөшлө координаталарҙа майҙан элементы.

=== Икеләтә интегралдың геометрик мәғәнәһе ===
<math>f\left( x,y \right)</math> функцияһы <math>\ D</math> өлкәһендә тик ыңғай ҡиммәттәр генә ҡабул итһен, ти. Ул саҡта <math>\iint\limits_{D}{f\left( x,y \right)d\sigma }:
: </math> икеләтә интегралы һан яғынан <math>\ D</math> нигеҙендә төҙөлгән һәм өҫтән <math>z=f\left( x,y \right)</math> йөҙөнөң ярашлы киҫәге менән сикләнгән вертикаль цилиндрик есемдең <math>\ V</math> күләменә тигеҙ.

=== Икеләтә интегралды поляр координаталар аша күрһәтеү ===
[[Файл:Passaggio in coordinate polari.svg|thumb|Тура мөйөшлө координаталарҙан поляр координаталарға күсеү.]]
[[Файл:Esempio trasformazione dominio da cartesiano polare.svg|thumb|Тура мөйөшлө координаталарҙан поляр координаталарға күсеү.]]
Ҡайһы бер осраҡтарҙа икеләтә интегралды тура мөйөшлө координаталарҙа түгел, ә [[Поляр координаталар системаһы|поляр координаталарҙа]] иҫәпләү ябайыраҡ, сөнки был осраҡта интеграллау өлкәһенең күренешенең һәм дөйөм алғанда бөтә интеграллау процесының һиҙелерлек ябайлашыуы мөмкин.

Үҙгәреүсәндәрҙе алмаштырып ҡуйыу тураһында теореманы ҡулланабыҙ. Күсеүгә ярашлы үҙгәртеү түбәндәге күренештә:

: <math>\left\{ \begin{align}
  & x=r\cos \varphi  \\ 
 & y=r\sin \varphi
\end{align} \right.</math>

Сағылыш якобианы модуле <math>\ r</math>-ға тигеҙ. Шулай итеп табабыҙ

: <math>\iint\limits_{D}{f\left( x,y \right)dxdy}=\iint\limits_{{{D}'}}{g\left( r,\varphi  \right)rdrd\varphi }, 
\quad </math> бында <math>g\left( r,\varphi  \right)=f\left(r\cos \varphi, r\sin \varphi \right)
</math>.

Бында <math>\ rdrd\varphi </math> поляр координаталарҙа майҙан элементы була.

=== Ирекле  координаталар системаһына күсеү миҫалы ===
<math>D=\left\{ \left( x,y \right):{{x}^{2}}+\frac{{{y}^{2}}}{4}\le 1 \right\}</math> өлкәһенең майҙанын иҫәпләйек.

Поляр координаталар системаһына күсеү өлкәне ябайыраҡ итмәй:
: <math>{D}'=\left\{ \left( r,\varphi  \right):{{r}^{2}}\left( {{\cos }^{2}}\varphi +\frac{1}{4}{{\sin }^{2}}\varphi  \right)\le 1 \right\}</math>.

Синус алдындағы ҡабатлашыусы «ҡамасаулай». Был осраҡта күсеүҙе бер аҙ көйләргә мөмкин:
: <math>\left\{ \begin{align}
  & x=r\cos \varphi  \\ 
 & y=2r\sin \varphi  \\ 
\end{align} \right.</math>.

Был үҙгәртеү баштағы өлкәне артабанғы өлкәгә күсерә:
: <math>{D}''=\left\{ \left( r,\varphi  \right):{{r}^{2}}\le 1 \right\}\Rightarrow \left\{ \begin{align}
  & 0\le \varphi \le 2\pi  \\ 
 & 0\le r\le 1 \\ 
\end{align} \right.</math>.

Сағылыш [[якобиан]]ы:
: <math>\left| \begin{matrix}
   {{{{x}'}}_{r}} & {{{{y}'}}_{r}}  \\
   {{{{x}'}}_{\varphi }} & {{{{y}'}}_{\varphi }}  \\
\end{matrix} \right|=\left| \begin{matrix}
   \cos \varphi  & 2\sin \varphi   \\
   -r\sin \varphi  & 2r\cos \varphi   \\
\end{matrix} \right|=2r</math>.

Якобиан модуле шулай уҡ <math>2r</math>-ға тигеҙ.

Ошонан сығып
: <math>S\left( D \right)=\iint\limits_{{{D}''}}{2rdrd\varphi }=2\int\limits_{0}^{2\pi }{d\varphi }\int\limits_{0}^{1}{rdr}=\int\limits_{0}^{2\pi }{d\varphi }=2\pi </math>.

Һөҙөмтә дөрөҫ, сөнки <math>\ D</math> өлкәһе каноник тигеҙләмә менән бирелгән эллипс менән сикләнә. Майҙанды <math>S=\pi ab</math> формулаһы буйынса иҫәпләргә мөмкин. Алмаштырыу юлы менән интегралды иҫәпләүҙең дөрөҫлөгөнә инанабыҙ.

<!--
В этом разделе нет необходимости, так как выше была сформулирована общая теорема о сведении кратного интеграла к повторным.

=== Сведение двойного интеграла к повторному однократному ===

==== Случай прямоугольника ====
Также одним из эффективных способов вычисления двойного интеграла является способ сведения двойного интеграла к повторному однократному.

Пусть для функции <math>f\left( x,y \right)</math> в прямоугольнике
: <math>R = [a \leqslant x \leqslant b]\times[c \leqslant y \leqslant d]</math> существует двойной интеграл <math>\iint\limits_{R}{f\left( x,y \right)dxdy}</math>.

Пусть далее для каждого <math>x</math> из сегмента <math>[a \leqslant x \leqslant b]</math> существует однократный интеграл

: <math>I\left(x\right) = \int\limits_c^d f\left(x, y\right) dy</math>

Тогда существует повторный интеграл

: <math>\int\limits_a^b I\left(x\right) dx = \int\limits_a^b dx\int\limits_c^d f\left(x, y\right) dy</math>

и справедливо равенство

: <math>\iint\limits_{R}{f\left( x,y \right)dxdy} = \int\limits_a^b dx\int\limits_c^d f\left(x, y\right) dy</math>
-->

=== Икеле интегралдарҙың ҡулланыуы ===
{| class="standard"
 !Дәүмәлдең исеме
 !Дөйөм аңлатма
 !Тура мөйөшлө координаталары
 !Поляр координаталары
 |- align="center" |
 !Яҫы фигураның майҙаны
 |<math>S=\iint\limits_{G}{d\sigma }</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{dxdy}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{rdrd\varphi }</math>
 |- align="center" |
 !Тығыҙлығы <math>\mu </math> булған йоҡа яҫы пластинканың массаһы

 |<math>m=\iint\limits_{G}{\mu \left( \sigma  \right)d\sigma }</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{\mu \left( x,y \right)dxdy}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{\mu \left( r,\varphi  \right)rdrd\varphi }</math>
 |- align="center" |
 !<math>^{1)}</math> йөҙө киҫәгенең майҙаны
 |<math>S=\iint\limits_{G}{\frac{d\sigma }{\cos \gamma }}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{\sqrt{1+{{\left( \frac{\partial z}{\partial x} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{\partial z}{\partial y} \right)}^{2}}}dxdy}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{\sqrt{{{r}^{2}}+{{r}^{2}}{{\left( \frac{\partial z}{\partial \rho } \right)}^{2}}+{{\left( \frac{\partial z}{\partial \varphi } \right)}^{2}}}drd\varphi }</math>
 |- align="center" |
 !<math>XOY</math> яҫылығында торған цилиндрик есемдең күләме,
 |<math>V=\iint\limits_{G}{zd\sigma }</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{zdxdy}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{zrdrd\varphi }</math>
 |- align="center" |
 !<math>^{2)}</math> яҫы фигураһының <math>O{{Z}^{3)}}</math> күсәренә ҡарата инерция моменты 
 |<math>{{I}_{z}}=\iint\limits_{G}{{{r}^{2}}d\sigma }</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{\left( {{x}^{2}}+{{y}^{2}} \right)dxdy}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{{{r}^{3}}drd\varphi }</math>
 |- align="center" |
 !<math>^{2)}</math> яҫы фигураһының <math>O{{X}^{3)}}</math> күсәренә ҡарата инерция моменты
 |<math>{{I}_{z}}=\iint\limits_{G}{{{y}^{2}}d\sigma }</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{{{y}^{2}}dxdy}</math>
 |<math>\iint\limits_{G}{{{r}^{3}}{{\sin }^{2}}\varphi drd\varphi }</math>
 |- align="center" |
 !<math>^{3)}</math> бер төрлө пластинканың масса үҙәге координаталары
 |<math>{{x}_{c}}=\frac{1}{S}{\iint\limits_{G}{xd\sigma }}</math>

<math>{{y}_{c}}=\frac{1}{S}{\iint\limits_{G}{yd\sigma }}</math>
 |<math>\begin{align}
  & \frac{1}{S}{\iint\limits_{G}{xdxdy}} \\ 
 & \frac{1}{S}{\iint\limits_{G}{ydxdy}} \\ 
\end{align}</math>
 |<math>\begin{align}
  & \frac{1}{S}{\iint\limits_{G}{{{r}^{2}}\cos \varphi drd\varphi }} \\ 
 & \frac{1}{S}{\iint\limits_{G}{{{r}^{2}}\sin \varphi drd\varphi }} \\ 
\end{align}</math>
 |-
 !Иҫкәрмәләр
 | colspan="3" |
1) <math>G</math> өлкәһе — <math>XOY</math> яҫылығына проекция; өлкәнең һәр нөктәһенә йөҙҙөң бер генә нөктәһе проекциялана;

<math>\gamma </math> — <math>XOY</math> яҫылығы һәм тейеүсе яҫылыҡ араһындағы мөйөш.

2) Совмещенной с плоскостью <math>XOY</math> яҫылығы менән тап килтерелгән.

3) Йәки, шул уҡ, ''О'' үҙәгенә ҡарата.
 |}

== Өсәрле интеграл ==
Өсәрле интеграл тип <math>\ d = 3 </math> тапҡырлы интеграл атала:
: <math>\iiint\limits_{D}{f\left( P \right)dV }</math>
бында <math>\ dV </math> — ҡаралған координаталарҙа күләм элементы.

=== Өсәрле интегралды тура мөйөшлө координаталар аша күрһәтеү ===
[[Тура мөйөшлө координаталар системаһы|Тура мөйөшлө координаталарҙа]] өсләтә интеграл түбәндәге күренештә:
: <math>\iiint\limits_{D} f(x,y,z) \, dx \, dy \, dz</math>
бында <math>\ dxdydz</math> — тура мөйөшлө координаталарҙа күләм элементы.

=== Өсәрле интегралды цилиндрик координаталар аша күрһәтеү ===
[[Файл:Triple Integral Example.svg|thumb|Цилиндрик координаталарҙа күләм]]
Оҡшаш рәүештә ҡайһы бер осраҡтарҙа өсләтә интегралды  тура мөйөшлө координаталарҙа түгел, ә [[Цилиндрик координаталар системаһы|цилиндрик координаталарҙа]] иҫәпләү ябайыраҡ. Үҙгәреүсәндәрҙе алмаштырып ҡуйыу тураһында теореманы ҡулланабыҙ. Күсеүгә ярашлы үҙгәртеү түбәндәге күренештә:

: <math>\left\{ \begin{align}
  & x=r\cos \varphi  \\ 
 & y=r\sin \varphi  \\ 
 & z=h  \\ 
\end{align} \right.</math>

Сағылыш якобианы модуле <math>\ r</math>-ға тигеҙ. Шулай итеп табабыҙ

: <math>\iiint\limits_{D}{f\left( x,y,z \right)dxdydz}=\iiint\limits_{{{D}'}}{f\left( r,\varphi ,h \right)rdrd\varphi dh}</math>

бында <math>rdrd\varphi dh</math> — цилиндрик координаталарҙа күләм элементы.

=== Өсәрле интегралды сферик координаталар аша күрһәтеү ===
[[Файл:Triple Integral Example 2.svg|thumb|Сферик координаталарҙа күләм]]
Цилиндрик  координаталарҙан тыш  шулай уҡ [[Сферик координаталар системаһы|сферик координаталарға]] күсергә мөмкин. Үҙгәреүсәндәрҙе алмаштырып ҡуйыу тураһында теореманы ҡулланабыҙ. Күсеүгә ярашлы үҙгәртеү түбәндәге күренештә:

: <math>\left\{ \begin{align}
  & x=r\sin \theta \cos \varphi  \\ 
 & y=r\sin \theta \sin \varphi  \\ 
 & z=r\cos \theta  \\ 
\end{align} \right.</math>

Сағылыш якобианы модуле <math>\ {{r}^{2}}\sin \theta </math>-гә тигеҙ. Шулай итеп табабыҙ

: <math>\iiint\limits_{D}{f\left( x,y,z \right)dxdydz}=\iiint\limits_{{{D}''}}{f\left( r,\varphi ,\theta  \right){{r}^{2}}\sin \theta drd\varphi d\theta }</math>
бында <math>{{r}^{2}}\sin \theta drd\varphi d\theta </math> — сферик координаталарҙа күләм элементы.

=== Өсәрле интегралдарҙы ҡулланыу ===
{| class="standard"
 !Дәүмәлдең исеме
 !Дөйөм аңлатма
 !Тура мөйөшлө координаталары
 !Цилиндрик координаталары
 !Сферик координаталары
 |- align="center" |
 !Есемдең күләме
 |<math>V=\iiint\limits_{G}{dV }</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{dxdydz}</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{rdrd\varphi dh}</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{{{\rho }^{2}}\sin \theta d\rho d\varphi d\theta }</math>
 |- align="center" |
 !Геометрик есемдең <math>OZ</math> күсәренә ҡарата инерция моменты
 |<math>{{I}_{z}}=\iiint\limits_{G}{{{r}^{2}}dV }</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{\left( {{x}^{2}}+{{y}^{2}} \right)dxdydz}</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{{{r}^{3}}drd\varphi dh}</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{{{\rho }^{4}}{{\sin }^{3}}\theta d\rho d\varphi d\theta }</math>
 |- align="center" |
 !Тығыҙлығы <math>\mu </math> булған физик есемдең массаһы
 |<math>m=\iiint\limits_{G}{\mu dV }</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{\mu dxdydz}</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{\mu rdrd\varphi dh}</math>
 |<math>\iiint\limits_{G}{\mu {{\rho }^{2}}\sin \theta d\rho d\varphi d\theta }</math>
 |- align="center" |
 !Бер төрлө есемдең масса үҙәге координаталары
 |<math>\begin{align}
 & {{x}_{c}}={\frac{1}{V}}{\iiint\limits_{G}{xdV }} \\ 
 & {{y}_{c}}={\frac{1}{V}}{\iiint\limits_{G}{ydV }} \\ 
 & {{z}_{c}}={\frac{1}{V}}{\iiint\limits_{G}{zdV }} \\ 
\end{align}</math>
 |<math>\begin{align}
 & {\frac{1}{V}}{\iiint\limits_{G}{xdxdydz}} \\ 
 & {\frac{1}{V}}{\iiint\limits_{G}{ydxdydz}} \\ 
 & {\frac{1}{V}}{\iiint\limits_{G}{zdxdydz}} \\ 
\end{align}</math>
 |—
 |—
 |}

== Шулай уҡ ҡарағыҙ ==
* [[Гриндың дискретлы теоремаһы]]
* [[Интеграл]]
* [[Күмәклектең үлсәме]]
* [[Тонелли — Фубини теоремаһы]]
* [[Интегралдарҙың механикала ҡулланылышы]]

== Иҫкәрмәләр ==
{{иҫкәрмәләр}}

== Әҙәбиәт ==
* {{книга
|автор          = Выгодский, М. Я.
|часть          = Дифференцирование и интегрирование функций нескольких аргументов
|заглавие       = Справочник по высшей математике
|место          = М.
|издательство   = Астрель, АСТ
|год            = 2005
|страниц        = 991
|isbn           = 5-17-012238-1, 5-271-03651-0
|тираж          = 10000
}}
* {{книга
|автор          = Ильин, В. А., Позняк, Э. Г.
|часть          = Глава 2. Двойные и n-кратные интегралы
|заглавие       = Основы математического анализа
|издание        = 4
|место          = М.
|издательство   = ФИЗМАТЛИТ
|год            = 2001
|том            = 2
|страниц        = 464
|серия          = Курс высшей математики и математической физики
|isbn           = 5-9221-0131-5
|тираж          = 5000
}}
* {{книга
|автор          = Кудрявцев, Л. Д.
|часть          = Глава 6. Интегральное исчисление функций многих переменных
|заглавие       = Курс математического анализа
|место          = М.
|издательство   = Высшая школа
|год            = 1981
|том            = 2
|страниц        = 584
}}
* {{книга
|автор          = Будак, Б. М., [[Фомин, Сергей Васильевич|Фомин С. В.]]
|часть          = 
|заглавие       = Кратные интегралы и ряды
|место          = М.
|издательство   = [[Наука (издательство)|Наука]]
|год            = 1967
|том            = 
|страниц        = 608
}}

{{Библиоинформация}} {{^v}}
{{Интеграль иҫәпләмә}}

[[Категория:Интегралдар]]
[[Категория:Күп үҙгәреүсәндәпҙең дифференциаль иҫәпләмәһе]]