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文檔簡介

1、-. z.例 利用二重積分的性質,估計積分的值,其中為半圓形區域解 我們先求函數在區域上的最大值和最小值由解得駐點為, 在邊界上,在上的最大值為,最小值為在邊界上,由得駐點,綜上,在上的最大值為,最小值為又的面積為,所以由二重積分的估值性質知,即例 設為*oy平面上以為頂點的三角形區域,為在第一象限的局部,則A BC D解 區域D如下圖,并記為以為頂點的三角形區域,則關于軸對稱,且為在軸右側的局部區域,區域關于軸對稱又關于和均為奇函數;而關于為偶函數關于為奇函數,由二重積分的奇偶對稱性得,故;,故所以 因此我們選A例 設區域,為上的正值連續函數,為常數,則解 由題意知,關于直線對稱,由二重積分

2、輪換對稱性得因此,我們應填例 計算二次積分解 積分區域如圖,則 原式;例 設為橢圓區域,計算二重積分解 令則的極坐標表示為,且由式,可得例 計算二重積分,其中D為解 解法1 D的邊界曲線為這是一個以為圓心,為半徑的圓域,采用一般的變量代換,令即作變換于是D變為所以,再用極坐標解法2 由于積分區域D:關于即對稱,故類似地,由于D關于對稱,故從而例 計算,其中,解 D由分為D2,D2兩局部,如圖.例 利用二重積分計算定積分解 因為所以 例 上的連續函數,且,試利用二重積分證明證因為其中 亦即 例 計算,其中解 當從而圖,其中D曲線,和所圍成,如圖10-8。改變積分順序,則例 設二元函數,計算,其中

3、解:由區域的對稱性和被積函數的奇偶性、有其中,D1為D位于第一象限局部,D1由分成兩局部:圖因為 所以 例 求解 設平面區域D:則二元函數在D上連續,二重積分存在,用平行于*軸和y軸的兩組平行線把D分成n2個全等的正方形,如圖,取則故圖例 設有一階導數且求。解 采用極坐標,令于是原式=例 設半徑為R的球面的球心的定球面上,問當R取什么值時,球面在定球面部的那局部的面積最大。解根據題意不妨設球面的方程為,則兩球面的交線在*Oy面投影記1為在定球面的局部,則1在*Oy面投影區域D為. 1的方程,則1的面積 圖S為R的函數,下面求S的最大值。令,得駐點舍去。又因此為極大值,即為最大值,故當時,球面在

4、定球面的局部的面積最大。例 設薄片所點區域D是介于兩個圓之間的區域,各點處的面密度等于該點到原點的距離,求這薄片的質心。解 區域D如下圖,由對稱性知薄片的質量所以,所以薄片的質心坐標例 求由拋物線及直線所圍成的薄片面密度為常數對于直線的慣性矩。解 設D為平面薄片所占據的*Oy平面上的區域如圖,D任一點*,y到直線y=-1的距離平方d2=(y+1)2,故所求慣性矩為例 計算,其中是由曲面與平面z=2所圍成的區域。解 從中消去z,得投影柱面方程,在*Oy平面上的投影區域D為:。采用柱面坐標,可表示為:從而計算,其中解:由于將*與z對換,積分區域和被積函數不變,故原積分=2,積分區域為球面圍成,采用

5、球面坐標,令圖從而,原積分=例 計算,其中是和的公共局部a0。解法一 用球面坐標,根據積分區域特點,必須分成兩局部1和2,由及得,則錐面把分成1和2兩局部.解法二 由于被積函數與*,y無關,且積分區域中作平行*Oy坐標面向的平面與交線是圓,于是可用先作二重積分再作一定積分先二后一法,因為兩球面的交線落在平面上,故當時,為半徑為的圓域;當時,為半徑為的圓域,因此,例計算三重積分,其中是由拋物面與球面所圍成的公共區域。解 被積函數,由于積分區域關于*Oz坐標面對稱*y+yz是關于y的奇函數,所以類似地,由于關于yOz坐標面對稱,*z是關于z的奇函數,所以于是采用柱面坐標,令,則所以例 ,其中是由與z=1所圍成的立體。解令,得球面需將分成兩局部、,其中 而 例 設為連續函數,求 解 因為在上連續,根據三重積分的中值定理,至少存在一點,使得注意,當由的連續性,于是有例 設函數具有連續導數,且,求其中為球域:.解 引入球面坐標變換:則,因為時,所以由洛必達法則,原式=例 由曲面和圍成的立體,其密度為,求繞直線旋轉的轉動慣量。解 先求出立體任一點到直線的距離的平方的方向向量,且所以故 由對稱性知 圖利用柱面坐標,例 設函數連續且恒大于零,其中,證明:在單調增加.解 因為, 故在單調增加.例 設有一半徑為的球體,是此球的外表上的一個定點,球體上任一點的密度與該點到距離的平方成正

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