§ 2. Kubatur durch Doppelintegrale.
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Daß wir bei der Bildung der Summe, deren Grenzwert
das Volumen V ist, lauter einzelne Zylindervolumina addierten,
bedeutet, daß die Fläche (1) durch ein treppenförmiges Gebilde
ersetzt wird, weil jeder einzelne Zylinder oben eine zur xy-
Ebene parallele Begrenzung hat. Das treppenförmige Gebilde
besteht aus diesen oberen ebenen und mit den zlE kongruenten
Stücken sowie aus Teilen der Mäntel der einzelnen Zylinder.
Dieses Ersatz-Gebilde ist daher eine stetige Fläche, die beim
Grenzübergang nach der Fläche (1) konvergiert (vgl. Nr. 531).
Wir können aber einen noch allgemeineren Ersatz der
Fläche (1) benutzen: Es sei nämlich
(2)
2=Cp(x,y)
die Gleichung einer zweiten Fläche, und dabei erfülle auch die
Funktion (fix, y) die Forderung @ von Nr. 576 im Bereiche E.
Außerdem sei x eine positive Zahl derart, daß an jeder Stelle
(x, y) des Bereiches E und seines Randes k
(3) \fi?c,y) - cp(x,y)\<x
ist. Zur zweiten Fläche gehört nun das Volumen:
W = fj cp(x, y) dx dy.
Nach Satz 9, Nr. 576, kommt:
V — W =JJ [f{x, y) - cp(x, y)] dx dy
jE
und also infolge von (3) nach Satz 8 ebenda:
| V — W\< xE.
Ist die Fläche (2) derart veränderlich, daß man r nach Null
streben lassen kann, d. h. konvergiert sie über dem Bereiche E
überall nach der Fläche (1), so folgt lim W = V. Demnach
gilt entsprechend dem Satze 1 von Nr. 531 der
Satz 11: Erfüllen die Funldionen f(x,y) und cp(x,y), die
zwei Flächen z = f(x, y) und z = w (x, y) definieren, in einem
Bereiche E der xy-Ebene die Forderung (S von Nr. 576 und
konvergiert die zivcite Fläche über dem Bereiche E überall nach
der ersten Fläche, so ist der Grenzwert des Volumens zwischen E,
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