проекция области D на ось
Тогда существует повторный интеграл
и справедливо равенство
Рис. 3.3
Рис. 3.4.
Доказательство. Обозначим через
прямоугольник со сторонами, параллельными координатным осям, содержащий область D, а через
функцию (3.2), совпадающую с
в
D и равную нулю в остальных точках
Для
выполнены в
все условия теоремы 3.6 и, следовательно, справедлива формула (3.12), которая переходит в формулу (3.16) (в силу выбора функции
Теорема доказана.
Замечание 1. В теореме 3.7 можно поменять ролями
т. е. можно предположить, что выполнены следующие два условия: 1) область D такова, что любая прямая, параллельная оси
пересекает границу Г либо по целому отрезку
либо не более чем в двух точках, абсциссы которых суть
где
функция
интегрируема в области D и для любого
допускает существование однократного интеграла
— проекция D на ось
При выполнении этих условий существует повторный интеграл
и справедливо равенство
Замечание 2. В случае, если область D не удовлетворяет требованиям теоремы 3.7 или замечания 1 к этой теореме, часто удается разбить эту область на сумму конечного числа областей такого типа, не имеющих общих внутренних точек. Тогда интеграл по области D в силу свойства аддитивности равен сумме интегралов по соответствующим областям. Так, область D, изображенную на рис. 3.4, можно разбить на сумму трех областей
к каждой из которых применима или теорема 3.7, или замечание 1.
Рис. 3.5
Пример. Пусть область В ограничена кривыми
(рис. 3.5). Любая прямая, параллельная оси
пересекает границу D не более чем в двух точках. Для удобства записи повторных интегралов разобьем область D на две области
осью
Применяя по каждой из областей формулу (3.16), получим