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Multiple Integrals and Applications

Estimating Surface Volume with Midpoints

Description

The midpoint rule estimates volume for a double integral over a rectangular region. It is useful when a surface has a continuously changing height. In civil engineering, it can help estimate how much soil must be moved when planning a road across uneven terrain.

The road footprint is treated as a...

Transcript

在一个土木工程项目中,计划修建一条穿越山区地形的道路。为了估算所需的土方工程量,工程师需计算现有地形与规划道路标高之间的土方体积。

道路的规划路径在xy平面上建模为一个矩形区域。一个连续的高度函数表示该基准面上方地形的起伏高程。

为了估算需要挖掘或回填的土方量,将区域划分为若干个较小且相等的部分。每个部分的面积通过其边长的乘积计算得出。

中点法通过在每个子矩形的中点处求函数值来近似计算二重积分。在每个区间内,选取中心点以估计相应的近似高度。

在每个中点处评估土壤高度。这些数值近似表示每段内的高度差异。

从每个剖面中,通过将各剖面的矩形面积乘以其相应的高度,形成一个垂直的土柱。

类似地,计算每列的近似体...