高数 定积分的应用 面积问题

希望给下详细过程。主要解释如何确定积分上下限。还有图像的问题。... 希望给下详细过程。
主要解释如何确定积分上下限。
还有图像的问题。
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03011956
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根据直角坐标与极坐标的关系式:x=ρcosθ,y=ρsinθ,xx+yy=ρρ★

ρ=3cosθ就是ρρ=3ρcosθ,就是xx+yy=3x,配方就得圆(x-1.5)^2+yy=1.5*1.5。

同理,ρ=√2sinθ就是ρρ=√2ρsinθ,就是xx+yy=√2y,配方就得圆xx+(y-√2/2)^2=0.5。

ρ=1+cosθ是心形线(应该是光滑的对称的象心脏形状)

ρρ=cos2θ是伯努利双纽线(应该是光滑的对称的象两片树叶)

心形线ρ=1+ρcosθ与伯努利双纽线ρρ=cos2θ一般都会讲到,或者在书的附录上查看有没有,自学的话查看数学手册记下即可。

题1草图

解题1,根据对称性,只求上面的面积,再2倍即可。

上面的面积用绿线分成右左2部分来计算,为此,

先求出交点:联列2个极坐标方程,解得θ=∏/3,

所以,利用极坐标系下的面积公式,

上面的面积=右面积+左面积

=1/2∫(0到∏/3)(黑的心形线的1+cosθ)^2dθ

+1/2∫(∏/3到∏/2▲)(红的圆的3cosθ)^2dθ=。。。

题1的结果=5∏/4。

下面解释一下第二个积分上限为什么是∏/2▲:

这是圆上点ρ=0处的θ的坐标,故而在圆的方程中代入ρ=0来解θ【这是方法★★】:

解0=3cosθ,得θ=±∏/2,红线是圆的上半支,取θ=+∏/2。

 

题2草图

解题2,根据对称性,只求右面的面积,再2倍即可。

右面的面积用绿线分成=下上2部分来计算,为此,

先求出交点:将ρ=√2sinθ两边平方,与ρρ=cos2θ联列,解得θ=∏/6,

所以,利用极坐标系下的面积公式,

右面的面积=下面积+上面积

=1/2∫(0到∏/6)(红的圆的√2sinθ)^2dθ

+1/2∫(∏/6到∏/4▲▲)(黑的伯努利双纽线的cos2θ)dθ=。。。

题2的结果=0.5(1-√3)+∏/6。

其中▲▲处的积分上限∏/4同方法★★得到。

ytascr
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