数式で独楽する

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三重積分

 xy平面の領域 R(体積を Vとします)で定義された1価連続の関数 f(x,y,z)の、領域 Rにおける三重積分は、次のように考えることができます。

積分や二重積分の考え方を、3次元に拡張して考えます。
定積分 - 数式で独楽する
二重積分 - 数式で独楽する


領域 Rを、体積 \Delta V_l \ (l =1, 2, \cdots, n) n個の直方体の領域 \Delta R_lに分割します。
 (\xi_l, \eta_l, \zeta_l)を領域 \Delta R_k内の点とします。
そして次の量を考えます。
\begin{equation}
\sum_{l = 1}^n f(\xi_l, \eta_l, \zeta_l) \Delta A_l = \sum_i \sum_j \sum_k f(\xi_i, \eta_j, \zeta_k) \, \Delta x_i \, \Delta y_j \, \Delta z_k\tag{1}
\end{equation}
長方形の領域 R_lにおける関数の値 f(\xi_l, \eta_l, \zeta_l)に領域の体積 \Delta V_lを乗じ、全領域に亘って和をとったものです。
なお、番号 lを与えた領域 R_lの体積は
\begin{equation}
\Delta V_l = \Delta x_l \, \Delta y_l \, \Delta_l
\end{equation}ですが、領域を格子状に区切って x軸方向に番号 i y軸方向に番号 j z軸方向に番号 kを付与していけば、式(1)の右辺の形となります。

そして分割を限りなく細かくし、つまり n \to \inftyとし、各 \Delta V_lを限りなく0に近付けたものを、
\begin{equation}
\iiint_R f(x,y,z) \, dV = \iiint_R f(x,y,z) \, dx \, dy \, dz \tag{2}
\end{equation}と書きます。
これを関数 f(x,y,z)の領域 Rにおける三重積分といいます。
式(1)の左辺と式(2)の左辺、式(1)の右辺と式(2)の右辺がそれぞれ対応しています。