二重积分的计算区域为圆环时怎么算
对于积分区域为圆或者圆环,我们都可以用极坐标求解,二者的区别在于积分上下限的不同,如果积分区域是圆的话,r的下限为0,如果积分区域为圆环的话,r的下限就是小的圆。
比如,积分区域是1<=x^2+y^2<=4,那么,r的范围就是1到2,只要充分理解极坐标计算二重积分的含义,对于这种积分区域是圆环的二重积分应该不难。
只要积分区域中每一点都满足某个表达式,这个表达式就可以先代入被积函数。由于曲面上每一点都满足曲面表达式,所以曲面积分可以将曲面表达式代入被积函数。曲线积分同理可行。二重积分、三重积分却不行,因为只有积分边界上才满足某个表达式,内部区域并不满足等式。
这个积分是在曲面Σ0上进行的,而Σ0满足:z=0,从而dz=0,将z=0、dz=0代入可得被积函数等于0,因此Σ0上的积分等于0。
扩展资料:
当被积函数大于零时,二重积分是柱体的体积。
当被积函数小于零时,二重积分是柱体体积负值。
在空间直角坐标系中,二重积分是各部分区域上柱体体积的代数和,在xoy平面上方的取正,在xoy平面下方的取负。某些特殊的被积函数f(x,y)的所表示的曲面和D底面所为围的曲顶柱体的体积公式已知,可以用二重积分的几何意义的来计算。
参考资料来源:百度百科-二重积分
对于积分区域为圆或者圆环,我们都可以用极坐标求解,二者的区别在于积分上下限的不同,如果积分区域是圆的话,r的下限为0,如果积分区域为圆环的话,r的下限就是小的圆。
比如,积分区域是1<=x^2+y^2<=4,那么,r的范围就是1到2。
扩展资料:
二重积分的计算方法:
1、二重积分的性质
(1)被积函数的常数因子可以提到二重积分的外面。
(2)函数和(或差)的二重积分等于各个函数二重积分的和(或差)。
(3)如果在D上,f(x,y)=A,A是常数,则σ为D的面积。
(4)如果闭区域D被有线条曲线分为有限个部分闭区域,则在D上的二重积分等于在各部分区域上的二重积分的和,例如D被分为两个闭区域D1和D2。
(5)如果在D上,则有不等式 。
(6)设M、m分别是f(x,y)在闭区域D上的最大值和最小值,σ是D的面积。
(7)二重积分中值定理:设函数f(x,y)在区域D上连续,σ是D的面积,则在D上至少存在一点,使得下式成立:
2、在直角坐标系下计算二重积分
对于区域D,其实只要围着它积分就好了,很容易,不用死记X型和Y型。
3、对称性:(挺重要的一个概念)
设函数f(x,y)是平面区域D上的二元函数,又
(1)如果区域D关于x轴对称,且对任意 ,称f(x,y)在D上关于y偶函数(或奇函数),此时整个区域积分等于 (奇函数时为0),其中D1是D在上半平面部分。
(2)如果区域D关于y轴对称,且对任意 ,称f(x,y)在D上关于x偶函数(或奇函数),此时整个区域积分等于 (奇函数时为0),其中D2是D在右半平面部分。
(3)如果区域D关于原点对称,且对任意 ,称f(x,y)在D上同时关于x和y为偶函数(奇函数)。此时整个区域积分等于 (奇函数时为0),其中D3是D在上半平面部分。
4、极坐标系下计算二重积分
(1)极坐标和直角坐标之间的关系:x=rcos θ;y=rsin θ。
(2)二重积分当变量从直角坐标变到极坐标时,计算公式:
(3)极点位置的三个情况:
①当极点在积分区域D的外部,如果D={ }、如果函数 在区域[α,β]上连续,则积分
②当极点在积分区域D的内部,如果D={ }、如果函数φ(θ)在区域[0,2π]上连续,则积分
③当极点在积分区域D的边界上,如果D={ }、如果函数φ(θ)在区域[α,β]上连续,则积分。
(理解:里面积分的,其实就是把某个角度的线段积分起来(所以是从最靠近极点的函数积到原离极点的函数),外面的就是把角度积起来)
5、二重积分的换元法:
设函数f(x,y)在xOy平面上的有界闭区域D上连续,变换T: ,将uOv上的平面上的闭区域D'变为xOy平面上的闭区域D,且满足。
(1)在D'上具有一阶连续偏导数
(2)在D'上雅克比行列式:
(3)变换T:D'→D是一一对应的。
比如,积分区域是1<=x^2+y^2<=4,那么,r的范围就是1到2,只要充分理解极坐标计算二重积分的含义,对于这种积分区域是圆环的二重积分应该不难