这个二重积分怎么算?
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算dx的时候把y当做常数a,就这个时候二重积分就相当于两次的一重积分。具体细节最好看书。
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定义
设二元函数z=f(x,y)定义在有界闭区域D上,将区域D任意分成n个子域 ,并以 表示第 个子域的面积。在 上任取一点 作和 。如果当各个子域的直径中的最大值 趋于零时,此和式的极限存在,且该极限值与区域D的分法及 的取法无关,则称此极限为函数 在区域 上的二重积分,记为 ,即 。
这时,称 在 上可积,其中 称被积函数, 称为被积表达式, 称为面积元素, 称为积分区域, 称为二重积分号。
同时二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,平面薄片转动惯量,平面薄片对质点的引力等等。此外二重积分在实际生活,比如无线电中也被广泛应用。[1]
性质
积分的线性性质
性质1 (积分可加性) 函数和(差)的二重积分等于各函数二重积分的和(差),即
性质2 (积分满足数乘) 被积函数的常系数因子可以提到积分号外,即
(k为常数)[2]
比较性
性质3 如果在区域D上有f(x,y)≦g(x,y),则
[2]
估值性
性质4 设M和m分别是函数f(x,y)在有界闭区域D上的最大值和最小值,σ为区域D的面积,
则
性质5 如果在有界闭区域D上f(x,y)=k(k为常数),σ为D的面积,则Sσ=k∫∫dσ=kσ。[2]
二重积分中值定理
设函数f(x,y)在有界闭区域D上连续,σ为区域的面积,则在D上至少存在一点(ξ,η),使得
[2]
意义
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。[2]
几何意义
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。
例如二重积分 ,其中 ,表示的是以上半球面为顶,半径为a的圆为底面的一个曲顶柱体,这个二重积分即为半球体的体积 。[2]
数值意义
二重积分和定积分一样不是函数,而是一个数值。因此若一个连续函数f(x,y)内含有二重积分,对它进行二次积分,这个二重积分的具体数值便可以求解出来。
如函数 ,其积分区域D是由 所围成的区域。
其中二重积分是一个常数,不妨设它为A。对等式两端对D这个积分区域作二重定积分。[2]
故这个函数的具体表达式为:f(x,y)=xy+1/8,等式的右边就是二重积分数值为A,而等式最左边根据性质5,可化为常数A乘上积分区域的面积1/3,将含有二重积分的等式可化为未知数A来求解。[1]
设二元函数z=f(x,y)定义在有界闭区域D上,将区域D任意分成n个子域 ,并以 表示第 个子域的面积。在 上任取一点 作和 。如果当各个子域的直径中的最大值 趋于零时,此和式的极限存在,且该极限值与区域D的分法及 的取法无关,则称此极限为函数 在区域 上的二重积分,记为 ,即 。
这时,称 在 上可积,其中 称被积函数, 称为被积表达式, 称为面积元素, 称为积分区域, 称为二重积分号。
同时二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,平面薄片转动惯量,平面薄片对质点的引力等等。此外二重积分在实际生活,比如无线电中也被广泛应用。[1]
性质
积分的线性性质
性质1 (积分可加性) 函数和(差)的二重积分等于各函数二重积分的和(差),即
性质2 (积分满足数乘) 被积函数的常系数因子可以提到积分号外,即
(k为常数)[2]
比较性
性质3 如果在区域D上有f(x,y)≦g(x,y),则
[2]
估值性
性质4 设M和m分别是函数f(x,y)在有界闭区域D上的最大值和最小值,σ为区域D的面积,
则
性质5 如果在有界闭区域D上f(x,y)=k(k为常数),σ为D的面积,则Sσ=k∫∫dσ=kσ。[2]
二重积分中值定理
设函数f(x,y)在有界闭区域D上连续,σ为区域的面积,则在D上至少存在一点(ξ,η),使得
[2]
意义
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。[2]
几何意义
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。
例如二重积分 ,其中 ,表示的是以上半球面为顶,半径为a的圆为底面的一个曲顶柱体,这个二重积分即为半球体的体积 。[2]
数值意义
二重积分和定积分一样不是函数,而是一个数值。因此若一个连续函数f(x,y)内含有二重积分,对它进行二次积分,这个二重积分的具体数值便可以求解出来。
如函数 ,其积分区域D是由 所围成的区域。
其中二重积分是一个常数,不妨设它为A。对等式两端对D这个积分区域作二重定积分。[2]
故这个函数的具体表达式为:f(x,y)=xy+1/8,等式的右边就是二重积分数值为A,而等式最左边根据性质5,可化为常数A乘上积分区域的面积1/3,将含有二重积分的等式可化为未知数A来求解。[1]
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