二重积分常考题型:
1.累次积分交换次序或计算
2.二重积分计算
3.二重积分的不等式
文章目录
1.累次积分交换次序或计算
1.1交换累次积分次序一般方法
(1)画域
根据积分上下限在图中画出积分域;
(2)定限
交换积分次序,重新确定积分上下限;
解析:
1.2极坐标转换为直角坐标
这个积分是用极坐标表示的,看内层积分的上下限,上限为cosθ,即r=cosθ,两边同时乘r,
可得r²=rcosθ,已知在极坐标中,r²=x²+y²,rcosθ=x则x²+y²=x,即得y=√x-x²,即为上限;
解析:
这个题的话,根据前面讲过的适合用极坐标解题的积分域和被积函数,这个题都符合,所以想到用极坐标解题;
1.3直角坐标转换为极坐标
内层上限为√2x-x²,即y=√2x-x²,两边同时平分得:y²=2x-x²,即为x²+y²=2x,为一个偏心圆;
已知x²+y²=r²,x=rcosθ,则r=2cosθ,即为上限;
(这个偏心圆的圆心,暂时先不交大家怎么求的,后面会单独出一期关于椭圆,圆,偏心圆的圆心求法)
2.二重积分计算
解析:
积分域为一个圆,关于x轴上下对称,函数y关于y为奇函数,所有积分为0;
因为积分域是以原点为圆心的圆,肯定是关于y=x对称的,所有满足变量对称性;
解析:(-1,1)点到原点这条标红的线,是辅助线,方便后续解题;
函数xy关于x轴和y轴都是奇函数,且在上图划分的两个区域D3和D2内积分域分别关于x轴,y轴对称,故∬xydxdy=0;
当在积分域D3内时积分域关于x轴对称,函数cosxsiny关于y为奇函数;
当在积分域D2内时积分域关于y轴对称,函数cosxsiny关于x为偶函数;
∬(xy+cosxsiny)dxdy=∬(xy)dxdy+∬cossinydxdy
=∬(xy)dxdy(D2)+∬(xy)dxdy(D3)+∬cossinydxdy(D2)+∬cossinydxdy(D3)
=0+0+∬cossinydxdy(D2)+0
=∬cossinydxdy(D2)
=2∬cossinydxdy(D1)
这个题的积分域是个圆环,我画的图可以参考一下;
3.二重积分的不等式
解析:
积分域为以原点为圆心,1为半径的圆;被积函数为y-x;
y-x>0,y>x;
y-x<0,y<x;
I2>0;
I4<0;
I3=∬(y-x)dxdy(D3)=∬(x-y)dxdy=-I3;(根据积分域具有轮转对称性)I3=-I3,I3=0;
I1=∬(y-x)dxdy(D1)=∬(x-y)dxdy=-I1;(根据积分域具有轮转对称性)I1=-I1,I1=0;
故I2>I1=I3=0>I4;