二重积分的解题技巧

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二重积分的解题技巧

2024-07-05 01:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

计算方法

本节内容一般都应该先画图再思考后续内容较为直观

基本口诀是:后积先定限,限内画条线,先交写下限,后交写上限(且下限必须小于上限)

结合下图进行解释,后积先定限,对于X-型来说(看底下(1)那个式子)最后面是 d y dy dy是先积分的,这个积分完才是对 x x x积分的,因此 x x x属于后积,那先确定它的上下限,即x轴方向上的始末。接着沿垂直于 x x x轴的方向画线,形成 d y dy dy的上下限

仍以X-型为例,此时先对 y y y积分,故 x x x看成常数,随机积分得到一个仅含x的式子(因为根据NL公式求积分后 y y y都被上下限带入值了,上下限是只关于x的函数),这样再继续进行下一次积分就能出最后结果了。

在这里插入图片描述 关键是把 d σ d\sigma dσ这个二维的微元转换成一维的形式,这不意味着一定是 d x d y dxdy dxdy,在极坐标系下也可以进行类似的处理,即 d σ = d θ r d r d\sigma = d\theta r d r dσ=dθrdr,并且极坐标系下一般都是先对 r r r再对 θ \theta θ进行积分的

∬ D f ( x , y ) d x d y = ∬ D f ( r cos ⁡ θ , r sin ⁡ θ ) r d r d θ = ∫ α β d θ ∫ r ( θ 1 ) r ( θ 2 ) f ( r cos ⁡ θ , r sin ⁡ θ ) r d r \iint_D f(x,y)dxdy=\iint_Df(r\cos \theta,r \sin \theta)rdrd\theta=\int_\alpha^\beta d\theta\int_{r(\theta_1)}^{r(\theta_2)}f(r\cos \theta,r \sin \theta)rdr ∬D​f(x,y)dxdy=∬D​f(rcosθ,rsinθ)rdrdθ=∫αβ​dθ∫r(θ1​)r(θ2​)​f(rcosθ,rsinθ)rdr

细说的内容可以看@高数叔的文章:知乎 - 《高等数学》二重积分计算(极坐标)

关于轮换对称性,只看积分区域 D D D是否关于 y = x y=x y=x对称即可(即 x x x和 y y y对调之后区域 D D D不变)

题目与思路 数形结合

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

由上图,若在紫色线 x − y = − 2 x-y=-2 x−y=−2和黄色线 x − y = 2 x-y=2 x−y=2之间平移一条和他们斜率相等的线,则必有 − 2 < x − y < 2 -2



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