本文详细探讨了二重积分的性质,包括可积性条件、线性性质、积分区域可加性及积分不等式。此外,介绍了二重积分的计算方法,如按区域和形状分类、利用奇偶性简化计算,并通过实例解析如何转换坐标进行积分。同时,阐述了二重积分与极坐标之间的转换,并讨论了换元法在二重积分计算中的应用。
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当区域D关于x轴对称时
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,f(x,y)是奇函数
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,f(x,y)是偶函数,且D1是D的上半平面或者下半平面
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当区域D关于y轴对称时
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·
,f(x,y)是奇函数
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,f(x,y)是偶函数,且D1是D的左半平面或者右半平面
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当区域D关于x轴,y轴都对称时
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·
,f(x,y)是奇函数
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,f(x,y)是偶函数,且D1是D在任一象限中的部分
1.2.3 举例
设函数f(x,y)在有界闭区域D上连续,如果变换
满足以下三个条件
-
将uv平面上区域D'一一对应到xy平面上的D
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变换函数x(u,v),y(u,v)在D'上连续,且有连续的一阶偏微商
-
雅可比行列式
在D'上不取零值
则有换元公式
注:可以证明上述三个条件可以适当地放宽:对于(1)和(3),可以允许个别点/个别曲线上不满足;对于(2),可以允许分段连续
4.1 举例
求二重积分
其中区域D是由抛物线
围成的
二重积分
1. 定义附录附录1.
二重积分
1. 定义
z=f(x,y)vol=∬Rf(x,y)dAvol=∫xminxmaxS(x)dxFor given x, S(x)=∫ymin(x)ymax(x)f(x,y)dy⇒vol=∫xminxmax∫ymin(x)ymax(x)f(x,y)dydx
z=f(x,y) \quad \text{vol}=\iint_{R}{f(x,y)}\mathrm{d}{A} \\
\text{vol}=\int_{x_{min}}^{x_{ma
将
二重积分
与曲面柱体的体积联系,便于理解
①(数乘):∬Dkf(x, y)dσ = k∬Df(x, y)dσ , k为常数。
②(加减):∬D[f(x, y)±g(x, y)]dσ = ∬Df(x, y)dσ ± ∬Dg(x, y)dσ。
③(区域可加性):∬Df(x, y)dσ = ∑∬Dkf(x, y)dσ //分成多个部分。
④(比较定理):
⑤(估值定理):
⑥(中值定理):
⑦(对称性定理):
(3)计算
①先X后Y
②先Y后X
标志:出现x2 + y
基础知识:
二重积分
的积分区域在一个平面上
1.直角投影法:分别在x轴和y轴上投影,
做法一:先确定x的取值范围,然后从x的坐标区域做一条垂线交于曲线,分别得到y1(x)和y2(x);这种积分先对x积分,再对y积分
做法二:先确定y的取值范围,然后从y的坐标区域做一条垂线交于曲线,分别得到x1(y)和x2(y),这种积分先对y积分,再对x积分
2.极坐标法:当积分区域或被积函数含有x∧2+y∧2时,使用极坐标法
首先确定θ和r的取值范围,r的取值范围可以用x=rcosθ,y=rsinθ代入积分区域的函数得到
二重积分
是二元函数在空间上的积分,同定积分类似,是某种特定形式的和的极限。本质是求曲顶柱体体积。重积分有着广泛的应用,可以用来计算曲面的面积,平面薄片重心等。平面区域的
二重积分
可以推广为在高维空间中的(有向)曲面上进行积分,称为曲面积分。
本篇涉及到的单变量积分的知识可参考《
数学
笔记13——定积分》
二重积分
的意义
一元积分的被积函数是二维空间的曲线,其几何意义是计算曲线与x轴围...
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