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第 04 节 二重积分的计算(四)
金榜时代
@考研数学薛威 硕哥
二重积分计算
一、直角坐标、极坐标累次积分+交换积分次序
二、轮换对称+分块区域上的二重积分
三、极坐标+参数方程确定的积分区域
四、雅克比矩阵(大纲没要求,考试有出现,高分要求的可以参考)
四、雅克比变换矩阵
设D是xOy平面上的有界闭区域, f(x,y)在区域D上连续,
(1)变换x x(u,v),y y(u,v)在区域D上有连续偏导数,
(2)将xOy平面上的区域D变换为uOv平面上的区域D(一对一对应),
x x
u v
(3) J 0,则 f(x,y)dxdy f(x(u,v),y(u,v))J dudv.
y y
D D
u v
xrcos,
【定理】极坐标系下二重积分:极坐标变换 其中
y rsin,
x x
r cos rsin
J r ,
y x sin rcos
r
xrcos
则 f(x,y)dxdy f(rcos,rsin)rdrd.
y rsin
D D【例题1】计算 ydxdy,其中D是由x2,y 0,y 2以及曲线x 2y y2 所围成.
D
【练习2】平移变换下的二重积分:
u xa,
设D为平面有界闭区域, f(x,y)在区域D连续,平移变换 其中xOy平面
v yb,
上的区域D在该变换下,变为uOv平面上的区域D.有
f(x,y)dxdy f(ua,vb)dudv,
D D
【例题3】设D (x,y) x2 y2 x y ,计算I (x y2)dxdy.
D
【例题4】设D (x,y) 4x2 y2 1,x0,y0 ,计算I (112x2 y2)dxdy.
D
(2022年,数学一改)【例题5】计算I xydxdy,其中D是由xy 1,xy 2,y x,y 4x,围成的
D
闭区域在第一象限的部分.【例题6】设D (x,y) x y1,x0,y0 ,计算
x y x y x y
I
sin cos tan
dxdy.
x y x y x y
D(以下内容,数学一要求)
xrsincos,
【例题7】球坐标系下的三重积分:球变换变换y rsinsin,其中
z rcos,
x x x
r
sincos rcoscos rsinsin
y y y
J sinsin rcossin rsincos r2sin,则
r
cos rsin 0
z z z
r
f(x,y,z)dxdydz f(rsincos,rsinsin,rcos)r2sindddr.
【例题8】设是由锥面x2 (yz)2 (1z)2 (0 z 1)与平面z 0围成的锥体,
求的形心坐标. (2019年,数学一)1 1
【作业1】设平面有界区域D位于第一象限,由曲线xy ,xy 3与直线y x,y 3x
3 3
围成,计算(1x y)dxdy. (2024年,数学二、数学三)
D
【注】采用雅可比变换来做.【作业2】求抛物线y2 mx,y2 nx和直线y x,y x所围成区域的面积,
其中0mn,0.