已知极坐标方程和角度,求r的值。
θ=0,r=2a,θ=π,r=0,关于极轴对称。
1、极轴左边:
V=∫(0,2a)πy²dxx
=rcosθ=a(1+cosθ)cosθ
=a(cosθ+cos²θ)dx
=a(-sinθ-2sinθcosθ)dθy
=rsinθ=a(1+cosθ)sinθ
=a(sinθ+sinθcosθ),
代入:V=∫(0,2a)πy²dx
=π∫(π/2,0)a²(sinθ+sinθcosθ)²a(-sinθ-2sinθcosθ)dθ
=πa³∫(0,π/2)sin³θ(1+cosθ)²(1+2cosθ)dθ
=-πa³∫(0,π/2)(1-cos²θ)(1+cosθ)²(1+2cosθ)dcosθ
设t=cosθV=-πa³∫(1,0)(1-t²)(1+t)²(1+2t)dt
=πa³∫(0,1)(1-t²)(1+2t+t²)(1+2t)dt
=πa³∫(-1,1)(1-t²)(1+4t+5t²+2t³)dt
=πa³∫(0,1)(1+4t+4t²-2t³-5t^4-2t^5)dt
=πa³[t+2t²-t^4/2-t^5-t^6/3](0,1)=πa³(1+2-1/2-1-1/3)=πa³(2-5/6)=7πa³/6
2、极轴右边:
r=a(1+cosθ)a>0
r²=ar+acosθ
=ar+ax
对原式进行两边积分
原式=(π/2)[ax十(2/3)(1/4a)(a²十4ax)^(3/2)](-a/4,0)
= (π/2)(a²/4十(1/6a)(a³-0))
= (π/2)(a²/4十a²/6)
=πa(2/3)(1/4a)(a²十4ax)^(3/2)(-a/4,0)
=πa³/6
扩展资料
积分性质
1、线性性
积分是线性的。如果一个函数f 可积,那么它乘以一个常数后仍然可积。如果函数f和g可积,那么它们的和与差也可积。
2、保号性
如果一个函数f在某个区间上黎曼可积,并且在此区间上大于等于零。那么它在这个区间上的积分也大于等于零。如果f勒贝格可积并且几乎总是大于等于零,那么它的勒贝格积分也大于等于零。作为推论,如果两个I上的可积函数f和g相比,f(几乎)总是小于等于g,那么f的(勒贝格)积分也小于等于g的(勒贝格)积分。
如果黎曼可积的非负函数f在I上的积分等于0,那么除了有限个点以外,f = 0。如果勒贝格可积的非负函数f在I上的积分等于0,那么f几乎处处为0。如果F中元素A的测度μ (A)等于0,那么任何可积函数在A上的积分等于0。
函数的积分表示了函数在某个区域上的整体性质,改变函数某点的取值不会改变它的积分值。对于黎曼可积的函数,改变有限个点的取值,其积分不变。对于勒贝格可积的函数,某个测度为0的集合上的函数值改变,不会影响它的积分值。
如果两个函数几乎处处相同,那么它们的积分相同。如果对F中任意元素A,可积函数f在A上的积分总等于(大于等于)可积函数g在A上的积分,那么f几乎处处等于(大于等于)g。
参考资料来源:百度百科-积分公式