
Integral bikoitzak Integral bikoitzakbialdagaikoz=f(x,y) funtzioen integral mugatuakdira. D definizioeremuitxi batean definitutako funtziojarraien integral bikoitzakaztertukoditugu. Integral bikoitzarendefinizioa Riemann-en batuketen segida baten bidezematen da. Irudianikusten da nola funtzioaren D definizio-eremuazatitzen den zatitxikietan: Ds1, Ds2,…Dsn.
Integral bikoitzak Zatietan (beraienbarnean edo mugan) puntubana aukeratzendugu: P1, P2,…, Pn. Puntuhorietanfuntzioaren balioak, f(P1), f(P2),…, f(Pn) altuerakbezalahartzendira zutabezuzenakeraikitzeko, non zutabeenoinarriakDs1, Ds2,…,Dsnbaitira, hurrenezhurren:
Integral bikoitzak Zutabezuzenhorienbolumenakkalkulatzenditugu (f(P1), f(P2),…, f(Pn) altuerakbiderDs1, Ds2,…,Dsn, oinarriengainazalak, hurrenezhurren) eta elkarribatzendizkiogu: Batura hauizango da z=f(x,y) funtzioarenazpianeta D eremuanoinarrituta dagoenbolumenerakohurbilketa (suposatuzf(x,y) > 0 eremuosoan). ZenbatetagehiagoDsi, zatienkopurua, hau da, zenbatetatxikiagoDsi-ren gainazalenbalioak; edo, gauzaberadena, zenbatetaxeheago D-renzatiketa, orduanetahobeaizango da hurbilketa. Hortaz, hurrengo Riemann-en batuketasegidakizangogenituen: Vn1, Vn2,…, Vnk,… non n1<n2<…<nk<… eta hurbilketakgeroetazehatzagoakizangoziren. Riemann-en limiteaexistitzenbadank∞doanean (Dsi 0 doazenean) orduanhurrengo teorema dugu:
Integral bikoitzak Teorema: D eremuitxianz=f(x,y) funtzioajarraiabada, eta D-ren zatiketakoDsi, elementuendiametrohandienazerorantzjotzenbadu n∞denean, orduan Riemann batuketensegidakbadulimiterik. Limiteaez da zatiketaerarenmenpekoa, ezetaDsielementuetan hartutakoPipuntuenaukeraketarenmenpekoa ere. Limite hori D eremuan (D integrazio-eremuadeitukodugu zabaldutakof(x,y) funtzioarenintegral bikoitzadeitzendugueta honelaadieraztendugu:
Integral bikoitzak D integrazio-eremuanf(x,y)>0 bada, integral bikoitza hurrengo hiru gainazalhauekmugatutakogorputzaren bolumena da: 1: z=f(x,y) gainazala. 2: z=0 planoa. 3: D-ren mugaren gainetikdoanlerrobertikalbateksortutakogainazalzilindrikoa. Gainazalzilindrikoasortzekoerabiltzen den lerro bertikalariazalzilindrikoarensortzaileadeitzendiogu, eta D-ren muga-lerroariazalzilindrikoarenzuzendaria.
Integral bikoitzarenpropietateak • Bifuntzioenbaturaren integral bikoitzabatugaifuntzioen integral bikoitzenbatura da: 2. Konstante bat biderfuntzio baten integral bikoitza, konstanteabiderfuntzioaren integral bikoitza da: Aurrenekobipropietatehauengatik integral bikoitza eragiketalinealadelaesatendugu.
Integral bikoitzarenpropietateak • D integrazioeremuanf(x,y) ≥g(x,y) bada,orduan • D integrazioeremuabarne-puntukomunikgabeko D1 eta D2 eremupartzialezosatutabadado, integral bikoitza bitan banatudaiteke:
Integral bikoitzarenpropietateak • D integrazioeremuanf(x,y)=1 funtziokonstanteaintegratuz D eremukoazaleralortukodugu: • D eremukopuntuguztietanm≤f(x,y)≤Mbetetzenbada, orduan: • D eremukoffuntziojarraiaren integral bikoitza era honetanjardaiteke non P, D eremekopuntupartikular bat (gutxienez bat) den (batazbestekoaren teorema).
Integral bikoitzarenkalkulua Integral bikoitzarenkalkulua, neurri batean, D definizio-eremuko formaren menpekoa da. Hurrengo irudikoakintegrazioeremuerregularrak edo I motako integrazioeremuakdeitzendira:
Integral bikoitzarenkalkulua D eremuerregularrax-renbifuntziojarraienkurbenarteangelditzen da etahonelaadierazidaiteke: I motakoeremu batean f(x,y) funtziojarrai baten integral bikoitzakalkulatzekohurrengo erakointegralarekinaritzengara (integral berrituaedo integral iteratua): Ikustendugunez integral iteratuaegiteaaldagaibakarrekobi integral egitea da, bata bestearenatzetik, lehenegoa, parentesiarenbarrukoa, y-rekiko, etabigarrenax-rekikoa. Lehenengointegralax konstantetzathartuzegiten da etahortikateratzendenax-renfuntziojarraia da: Kanpokointegralarenmugakkonstanteakdira, eta integral iteratuarenemaitzazenbaki bat da:
Integral bikoitzarenkalkulua Adibidea:
Integral bikoitzarenkalkulua Adibidea:
Integral bikoitzarenkalkulua II motakointegrazioeremuak ere definitudaitezke. Hurrengo eratakoakdiraetairudianbiadibideerakustendira:
Integral bikoitzarenkalkulua II motakointegrazioeremuetanegindako integral bikoitzahurrengo integral berritu edo iteratuarenbidezkalkulatzen da: non, barrukointegrala (lehendabiziegitendena) x-rekikoa den etakanpokoa y-rekikoa.
Integral bikoitzarenkalkulua Adibidea:
Integral bikoitzarenkalkulua Adibidea:
Azaleraetabolumenenkalkulua integral bikoitzarenbidez Adibidea:
Azaleraetabolumenenkalkulua integral bikoitzarenbidez Adibidea:
Azaleraetabolumenenkalkulua integral bikoitzarenbidez Adibidea:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Integral bikoitzarendefinizioanesangenuenberebalioezzela D eremukozatiketa motaren menpekoa, hau da, Dsi, elementuen forma edozein izan zitekeen. Integral bikoitza, integral iteratuarenbidez, x-rekikoeta y-rekiko bi integral sinplebilakatzenzen. Horrela, bolumentotalalortzen da dxdyoinarriinfinitesimaladutenparalelepipedoenbolumenakelkarri batuz (integratuz). Koordenatukartesiarhauekezdirabetisuertatzenegokienak (edo errazenak) integralakkalkulatzeko, etahorregatikdefinitzendira bestekoordenatu-sistema batzuk.
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Koordenatupolarrak: OXY planokopuntuak deskribatzekobeste sistema da:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Koordenatu polar hauek oso egokiakdirahurrengomotakoeremuetanintegralakkalkulatzeko:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan D integrazioeremuarenzatiketaeginzitekeenlauki kartesiar (dA=dxdy) infinitesimalenbidez, edo, hurrengoirudian Erakusten den lauki polar (dA=rdrdq) infinitesimalenbidez:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Adibidea:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Adibidea:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Integrazioeremuakkonplexuagoak ere izan daitezke koordenatupolarrekin. Adibidezhurrengoirudikoa:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Edo bestehurrengoirudikoa:
Aldagaialdaketa integral bikoitzetan Koordenatukartesiarrekinegitengenuenbezala, integrazio eremuarengainazalakalkulatunahibadugu, f(x,y)=1 funtzioa integratukodugu:
Azaleraetabolumenenkalkulua integral bikoitzarenbidez Adibidea:
Azaleraetabolumenenkalkulua integral bikoitzarenbidez Adibidea:
Bestelakoaplikazioak Integral bikoitzak, Zientzian, arlo askotanagertzenzaizkigu. Magnitude batzurenkalkuluak integral bikoitzenbidezeginbehardira. Adibide batzuenlaburpenaaipatukodugu: 1. Xaflamehebatidagozkionhainbatpropietate, besteakbeste, bere masa, berarenkargaelektrikoaetaabarrekoak, kalkuladaitezkebialdagaikofuntzioen integral bikoitzenbidez:
Bestelakoaplikazioak Adibidea:
Bestelakoaplikazioak 2. Integral bikoitzarenbidez, xafla baten grabitate-zentrua, G, non dagoenkalkuladaiteke ere:
Bestelakoaplikazioak Adibidea: