摘要:在二重積分的計(jì)算當(dāng)中,根據(jù)積分區(qū)域的圖形特點(diǎn),和所給被積函數(shù),選擇合適的坐標(biāo)系和積分次序,把重積分轉(zhuǎn)化為二次積分;本文列舉了直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系下二重積分計(jì)算的案例,總結(jié)計(jì)算步驟和計(jì)算過(guò)程中需要注意的技巧.
關(guān)鍵詞:二重積分;直角坐標(biāo)系;極坐標(biāo)系
一、直角坐標(biāo)系下二重積分的計(jì)算
在直角坐標(biāo)系中,積分區(qū)域主要分為型和型,針對(duì)一道計(jì)算題,畫(huà)出積分區(qū)域,結(jié)合積分區(qū)域的圖形特點(diǎn),合理選擇兩種類型中的一種去計(jì)算二重積分,有的積分區(qū)域是兩種類型都適用,有的只適用其中一種,所以,在計(jì)算二重積分之前,觀察積分區(qū)域的特點(diǎn),給積分區(qū)域定型,這是非常關(guān)鍵的一個(gè)步驟,直接關(guān)系到能否快速高效地算出積分結(jié)果。
二、極坐標(biāo)系下二重積分的計(jì)算
當(dāng)積分區(qū)域像一塊圓餅或圓餅的某一部分,即積分區(qū)域含有的項(xiàng),或者被積函數(shù)含有的項(xiàng)時(shí),用直角坐標(biāo)不太容易計(jì)算出來(lái),這個(gè)時(shí)候可以考慮利用極坐標(biāo)來(lái)算,引入這兩個(gè)變量,用來(lái)表達(dá)積分區(qū)域和被積函數(shù),將直角坐標(biāo)系下的二重積分改寫(xiě)為極坐標(biāo)下,根據(jù)積分區(qū)域的特點(diǎn),給出的范圍。直角坐標(biāo)系下的三個(gè)部分,即積分區(qū)域、被積函數(shù)和面積元素,都要轉(zhuǎn)變?yōu)榈谋磉_(dá)式,缺一不可.此時(shí),被積函數(shù)當(dāng)中的,面積元素.
三、結(jié)語(yǔ)
計(jì)算二重積分,可以分為三個(gè)步驟,第一步:在直角坐標(biāo)系中畫(huà)出積分區(qū)域D;第二步:觀察D的圖形特點(diǎn),并結(jié)合被積函數(shù)的特點(diǎn),給積分區(qū)域定型,靈活運(yùn)用型或型,或者是極坐標(biāo);第三步:確定積分次序,寫(xiě)出詳細(xì)的二次積分表達(dá)式,即把二重積分寫(xiě)成兩個(gè)定積分的形式,進(jìn)行計(jì)算,先算內(nèi)層的積分,再算外層的積分。在直角坐標(biāo)系中,要注意坐標(biāo)軸的直線的方程表達(dá)式,觀察積分區(qū)域內(nèi),如果平行軸的多條直線的“入口”和“出口”保持不變,直線和積分區(qū)域的邊界最多只有兩個(gè)交點(diǎn),可以選擇型;如果平行軸的多條直線的“入口”和“出口”保持不變,直線和積分區(qū)域的邊界最多只有兩個(gè)交點(diǎn),可以選擇型.
在計(jì)算對(duì)的積分時(shí),把看作常數(shù);在計(jì)算對(duì)的積分時(shí),把看作常數(shù).在極坐標(biāo)系中,注意這兩個(gè)變量的變化范圍,的積分上限或下限可能是關(guān)于的函數(shù),極坐標(biāo)中和直角坐標(biāo)中的二重積分可以互相轉(zhuǎn)化運(yùn)算,根據(jù)題目給出的被積函數(shù)和積分區(qū)域,綜合考慮,靈活運(yùn)用這兩種計(jì)算公式.
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作者簡(jiǎn)介:楊姜維(1990-),女,湖北荊州人,碩士,研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)教育。
基金項(xiàng)目:廣州工商學(xué)院2020年院級(jí)科研課題《廣義拓?fù)淇臻g上的性質(zhì)研究和超空間上的若干性質(zhì)研究》(項(xiàng)目編號(hào):KA202040)
(作者單位:廣州工商學(xué)院)