* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
50
ПЛОЩАДЬ
И
ОБЪЕМ
Так как определитель этого преобразования равен ab, то площадь эллипса (17) равна nab. 5.9*. Вычисление площади. До сих пор мы занимались главным образом логическими вопросами теории площадей. Проблеме вычис ления площади уделялось мало внимания—она была рассмотрена только для многоугольных фигур. Теперь мы займемся криволиней ными фигурами. Проблема вычисления площади намного старше логических проблем теории площадей. Если понятием площади заинтересова лись в прошлом столетии, то вычисление площадей благодаря своему практическому значению находилось в центре внимания математиков уже десятки столетий назад. И задолго до того, как логические проблемы теории площадей были поняты и сформули рованы, математикам уже были известны эффективные методы вычисления площадей криволинейных фигур. Эти методы были созданы после многовековых усилий и при надлежат к числу самых выдающихся достижений человеческой мысли. Они оказались очень общими, т. е. пригодными для вычис ления не только площадей, но и многих других геометрических и физических величин. Со временем они обрели самостоятельность и стали ядром новой науки. Эта наука называется математиче ским анализом и представляет собой в настоящее время универ сальный инструмент точного естествознания. Изложение математического анализа не входит в задачи настоя щей статьи. Мы ограничимся тем, что дадим простейшие формулы, позволяющие вычислять площади криволинейных фигур средствами анализа. Эти формулы выражают площади через интегралы, и их применение требует умения вычислять интегралы. Для сравнения заметим, что и площадь прямоугольника мы вычислили в п. 3.3 лишь в том смысле, что доказали формулу s(P) = ab. Применение этой формулы требует умения перемножать числа и является делом арифметики, которая, как и анализ, не излагается в настоящей статье. Добавим, что задача вычисления площади прямоугольника в не меньшей степени способствовала развитию арифметики, чем задача вычисления площади криволи нейной фигуры—развитию анализа. Сначала мы рассмотрим основной случай, когда наша фигура является «криволинейной трапецией», а затем, кратко, случай про извольной классической фигуры. П л о щ а д ь к р и в о л и н е й н о й т р а п е ц и и . Пусть ф—неко торая функция, непрерывная и неотрицательная на отрезке А = [а,Ь]. Снабдим плоскость системой координат и обозначим через F множество точек, координаты х, у которых удовлетворяют нера венствам а < х Ь 0 *^у <р (х) (рис. 16). Множество F называется криволинейной трапецией, определяемой функцией <р.
%