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【笔记分享】二重积分的计算_x型域先对谁积分

x型域先对谁积分

0.引言:二重积分的计算的含义和作用

先简单回顾二重积分的计算的含义和作用:
如同众所周知,一重积分,即定积分,用于求曲边梯形的面积,二重积分是用于求曲顶柱体的体积,二重积分为被积函数f(x,y)作累积而得。二重积分的计算原理总结为一个式子就是:
在这里插入图片描述

1.直角坐标系下的二重积分的计算

直角坐标系下,按照积分次序不同,一般将二重积分计算分为2种情况,
第一种情况:X型积分区域(先对y积分,后对x积分)
1
第二种情况:Y型积分区域(先对x积分,后对y积分)

2
对第一种情况,
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其中,y1(x)≤y≤y2(x),a≤x≤b;

对第二种情况,
在这里插入图片描述
其中,x1(y)≤x≤x2(y),c≤y≤d。

注意,如果D既不是X型区域也不是Y型区域,可以把D分为几个部分,使得每一个部分是X型区域或Y型区域。

2.极坐标系下的二重积分的计算

极坐标系下,按照极点位置分三种情况,第一种情况:
在这里插入图片描述
此时极点O在区域D外部,α≤θ≤β,φ1(θ)≤r≤φ2(θ),
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第二种情况,
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此时极点O在区域D边界上,α≤θ≤β,0≤r≤φ(θ),
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第三种情况,

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此时极点O在区域D内部,0≤θ≤2π,0≤r≤φ(θ),

在这里插入图片描述

3.极坐标系与直角坐标系的选择(一般原则)

以下坐标系选择原则可供参考。
如果被积函数类似于f(x^2+y ^2),f(x/y),f(y/x)等形式,或积分区域为圆或者圆的一部分,优先选择极坐标系;否则,优先考虑直角坐标系。
注意,这个并不是绝对的方法。

4.极坐标系与直角坐标系的转化

一是使用公式x=rcosθ,y=rsinθ进行变换和转化,二是画好积分区域D的图形,做好上下限的转化。

5.使用换元法计算二重积分

若变换T:x=x(u,v),y=y(u,v)将uOv平面上的闭区域D’转化为xOy平面上的D,且满足:
①x(u,v),y(u,v)在D’上具有一阶连续偏导数,
②D’上的雅可比行列式为:
J(u,v)=∂(x,y)/∂(u,v)≠0
③积分区域D’和积分区域D是一一对应的,
则有:
在这里插入图片描述

6.利用奇偶性计算二重积分

设二重积分区域D,若D关于x轴对称,则:
在这里插入图片描述
若D关于y轴对称,则:
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