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文档简介

1、归纳二重积分的计算方法文摘:总结了求二重积分的几种方法,如利用定义、公式、定理和性质求极限。关键词:功能极限;计算方法;洛比达定律;四次手术前言二重积分的概念和计算是多元函数微积分的重要组成部分,在几何、物理、力学等领域有着重要的应用。二重积分是一维函数积分的推广,但与一维函数相比,二重积分的计算难度与被积函数以及积分区域的特性有关。计算二重积分的主要思维方法是将其转化为二重积分。计算二重积分有许多灵活的方法。本文总结了二重积分的几种计算方法。1.初步知识1.1二重积分的定义假设它是一个定义在一个有界区域上的函数,在这个区域上可以计算面积。这是一个确定的数字。如果任何给定的正数都有一个正数,那

2、么总会有一个正数,所以对于它的任何除法,当它精细时,所有的整数和都属于它。,那么它在函数的上半部被称为可积的,这个数在函数的上半部被称为二重积分,它被写成,被积函数称为二重积分,称为积分变量和积分区域。1.2二重积分的一些性质1.21如果它在区域中是可积的并且是常数,它也可以在世界中是可积的,并且。1.22如果它在顶部是可积的,它也可以在顶部是可积的。1.23如果它在和上是可积的,并且与没有公共内点,它也在和上是可积的1.3矩形区域二重积分的计算定理设在一个矩形区域上是可积的,并且对于每一个,如果积分存在,那么重复积分也存在,并且。同样,如果每个积分都存在,它也可以在上述条件下得到2.求二重积

3、分的几种理论基础二重积分类似于定积分,可以看作是有界区域上函数的积分。其计算的主要思想是将二重积分转化为我们所学的重积分的计算。在这种思想下,如何把它转化为更容易找到的重复积分就成了问题的关键。介绍了将面积转化为简单类型面积和通过变量变换将复变函数转化为简单函数的几种计算技巧。此外,还列举了几种求特殊二重积分的简单方法。2.1在直角坐标系中,一般面积上二重积分的计算类型区域:类型区域:定理:如果它在一个区域中是连续的,那么它在一个区域中是连续的也就是说,二重积分可以转化为先对后对的重复积分。同样,在上述条件下,如果区域是类型,则有示例1:计算由两个底部半径相同的正交圆柱体包围的实体的体积。解决

4、方法:假设圆柱体底部的半径是,两个圆柱体方程是用。只要找到第一个卦限部分的体积,然后乘以8就得到体积。第一个卦限部分的三维表达是曲线的顶部,有一个:的四分之一圆场这是一个有底部的弧形顶柱,所以所以。此外,公共区域可以被分解成有限数量的类型或类型区域。每个小区域上的二重积分可以通过上述方法获得,然后可以根据性质1.23获得。2.2二重积分的变量变换公式定理:被设置为在有界闭域上可积,并且变换:将由分段的光滑闭曲线包围的闭区域一一映射到平面上的闭区域,并且函数分别具有一阶连续偏导数和它们的函数行列式,然后。一般来说,使用这个定理有两个目的,即简化被积函数和简化积分区域。例1,这里是由、包围的区域。

5、解为了简化被积函数,使,为此,请转换:也就是说,例2找到被抛物线和直线包围的区域。解决方案的区域。为了简化集成区域,请将。它将平面上的区域对应于平面上的矩形区域。因为,因此2.3用极坐标计算二重积分定理:被设置为在有界闭域上是可积的,并且在极坐标变换下(二)如果原点是的内点,而边界的极坐标方程是,它可以表示为。因此。(iii)如果原产地在下列边界上,因此.计算示例1,其中圆字段为:通过极坐标变换和公式求解。类似于极坐标,在某些情况下我们可以进行广义极坐标变换::在计算椭球体的体积时,需要进行这种变换。2.4利用二重积分的几何意义求其积分当时,二重积分在几何学上被表达为具有弯曲顶部和底部的弯曲顶

6、部体积。那时,二重积分的值等于积分面积的面积。示例6计算:其中:因为被积函数,因此,它表示为以底部为顶部的曲面顶部圆柱体的体积。平行平面的横截面积为,根据已知的平行横截面积的三维体积公式,有2.5积分区域的边界曲线由参数方程表示的二重积分计算2.51使用变量替代计算设定为一个有界闭域,其边界曲线,并且,在那个时候,那时候,设定在连续上,并且存在,这样,那么2.52使用绿色公式计算定理如果一个函数在一个封闭区域内是连续的,并且有连续的一阶偏导数,那么这里是该区域的边界线,并采取正方向。计算步骤:(1)构造一个函数,但是,它应该有一阶连续偏导数;(2)利用格林公式曲线积分。示例7的计算被椭圆包围。

7、解决方案1(使用变量替换)设置在第一象限,然后解决方案2(使用格林公式)使、2.7积分区域对称二重积分的简单算法2.71积分区域关于坐标轴对称属性1如果面积是可积的,并且面积关于轴(或轴)对称,则二重积分满足以下属性:其中它是两个对称子域之一,其区域由轴划分。案例计算,这里是一个封闭的区域。分析上,因为积分区域关于轴轴是对称的,所以只需要考虑被积函数关于或的奇偶性。显然,约或既不是奇数函数,也不是偶数函数。如果记住,那么和是的奇函数,而是的奇函数。因此,从属性1来看,所以有2.72积分区域关于直线对称性质2如果定义域是可积的并且定义域是对称的,那么二重积分满足下列性质:其中它是区域被划分的两个

8、对称子域之一。例如,它被直线包围。任意性的解析,有。那时候,那时,假装是一条直线,它被分成两部分:和,关于一条直线对称,甚至关于一条直线对称。因此,2.8利用导数的定义找到极限示例10计算思考:形式的极限可以通过导数的定义来计算。解决方案:原始公式=2.9利用定积分的定义求极限示例11计算思想:求和极限,用定积分定义求极限。解决方案:原始公式2.10应用微分中值定理求极限示例12:计算想法:该函数可以在区间内利用拉格朗日中值定理得到。解决方案:原始公式(在区间中)一般来说,在不同的类型下,使用的技巧是不同的。在寻求极限时,可能有很多方法,既困难又容易,或者在寻求问题的过程中,有必要将上述方法结合起来,简单有效地找出。因此,有必要学习判断极限的类

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