高等数学A10-2二重积分的计算(1)
高等数学--二重积分的计算
D
∫ ∫ b
d
= a ( f1( x) ⋅ c f2( y)dy )dx
∫ ⋅∫ 得 =
b
a f1( x)dx
d
c f2( y)dy
即等于两个定积分的乘积.
7
二重积分的计算法
X型区域的特点: 穿过区域且平行于y轴的直线 与区域边界相交不多于两个交点.
Y型区域的特点: 穿过区域且平行于x轴的直线 与区域边界相交不多于两个交点.
0
0
0
y
∫ ∫ =
a 0
f
( y)⋅
x
a y
dy
=
a
O
(a − y) f ( y)dy
0
•(a,a)
a
x
∫a
= (a − x) f ( x)dx 0
证毕.
21
二重积分的计算法
立体顶部 x2 + z2 = R2
例 求两个底圆半径为立R体,且底这部两x个2 圆+ 柱y2面= 的R2方程
分别为 x2 + y2 = R2及 x2 + z2 = R2 .求所围成的
x2
y +
y
2
⎟⎞ ⎠
=
f ( x, y),
∫ ∫ 故
1
f ( x, y)dy =
0
1 ∂ ⎜⎛ 0 ∂y ⎝
x2
y +
y2
⎞⎟ dy ⎠
=
x2
y +
y2
1 0
=
x
1 2+
; 1
∫ ∫ ∫ 所以 I1 =
1
1
dx f ( x, y)dy =
0
0
高等数学同济第六版上册课件10-2二重积分的计算
D
d
2( ) f (r cos , r sin )rdr.
1 ( )
( )
d f (r cos ,r sin )rdr.
0
2
( )
d f (r cos ,r sin )rdr.
0
0
（在积分中注意使用对称性）
1.
计算 I
D
sin y
y
d
，其中区域
D 为曲线 y
x 及直线
y=x 所围成。
x2 y2 2 y， x2 y2 4 y及直线 x 3y 0，
y 3x 0 所围成的平面闭区域.
解
y
3x
0
2
3
x2 y2 4 y r 4sin
x
3y
0
1
6
x2 y2 2 y r 2sin
( x2 y2 )dxdy
3 d
r 4sin 2 rdr 15(
第二节 二重积分的计算法
一、利用直角坐标系计算二重积分
如果积分区域为：a x b, 1( x) y 2( x).
［X－型］
y 2(x)
D
y 1( x)
a
b
y 2(x)
D
y 1( x)
a
b
其中函数1( x) 、2( x) 在区间 [a,b]上连续.
f ( x, y)d 的值等于以 D 为底，以曲面 z
x
dx
9 8
解法2. 将D看作Y–型区域,
则
D
:
y 1
x y
2 2
o
1 x 2x
I
2
dy
1
y2xyd x
2
1
高等数学(第三版)课件：二重积分的计算
式：0 x π ,0 y 2 所确定的长方形区域. 2
解 这题可以不必画积区域.分析被积函数可知，如先
对x积分，需用分部积分法. 如先对y积分则不必，
计算会简单些.因此，我们选择先对y积分，即
π
xy
cos(
xy
2
)dxdy
2
0
dx
2
0
xy
cos(
xy
2
)dy
D
1π
2
2
0
sin( xy 2 )
和
x
π
D
所围成的三角形区域.
2
解法1 先对y积分. 作平行于y轴的直线与积分 区域D
相交，沿着y的正方向看，入口曲线为y=0，出口
曲线为y=x，D在x 轴上的投影区间为[0, π] . 2
sin
x
cos
ydxdy
π
2
0
dx
x
0
sin
x
cos
ydy
D
π
02
sin
x
sin
y
x 0
dy
π
02
sin
2
xdx
由 y x, x 2,
得x 2, y 2.
在y轴上的积分区间为12 ,2
当1 y 1时，平行于x轴的直线与区域D相交时，
2 沿x轴正方向看，入口曲线为
x，出1口曲线为x=2.
y
当1 y 2时，平行于x轴的直线与区域D相交时, 沿x轴正方向看，入口曲线为x=y，出口曲线为x=2.
依上述不等式组可作出区域D的图形，
再化为先对y积分后对x积分的二次积分.
01
dy
1y
高等数学 第九章 第2节 二重积分的计算法(1)(中央财经大学)
第二节 二重积分的计算法（1）一、利用直角坐标系计算二重积分一、利用直角坐标系(right angle 计算二重积分)(2x y ϕ=abD)(1x y ϕ=Dba)(2x y ϕ=)(1x y ϕ=y yy x f x S x x d ),()()()(21∫=ϕϕy )(1x ϕ=)(2x y ϕ= d d ),(d )( )()(21∫∫∫⎟⎠⎞⎜⎝⎛==ba x x ba x y y x f x x S V ϕϕyy x f x S x x d ),()()()(21∫=ϕϕx ϕ=)(1y ϕDcdcd(2x ϕ=)(1y ϕ=DX 型区域的特点： 穿过区域且平行于y 轴的直线与区域边界相交不多于两个交点.Y 型区域的特点：穿过区域且平行于x 轴的直线与区域边界相交不多于两个交点.若区域如图，3D 2D 1D 在分割后的三个区域上分别使用积分公式.321∫∫∫∫∫∫∫∫++=D D D D则必须分割.,X=YY=2X=1YX 2112dxdyy dy2x2xy=y=−y e2−dyey 2∵2d y=2x y =xy =xy −=1例6 改变积分 ∫d x10的次序.原式∫∫−=y dxy x f dy 101),(.解积分区域如图例xy −=222x x y −=例7 改变积分∫∫∫∫−−+xxx dy y x f dx dy y x f dx 20212010),(),(2的次序.原式∫∫−−−=12112),(yy d xy x f d y .解积分区域如图例x+ =−d x y y )二重积分在直角坐标下的计算公式（在积分中要正确选择积分次序）二、小结.),(),()()(21∫∫∫∫=Dbax x dy y x f dx d y x f ϕϕσ.),(),()()(21∫∫∫∫=Ddcy y dx y x f dy d y x f ϕϕσ［Y －型］［X －型］谢谢大家！。
二重积分的简单计算
探秘二重积分的计算方法
二重积分是高等数学中的一个重要概念，用于求解平面上某个区域内的面积，也被称为二重积分面积公式。
下面，我们将探讨二重积分的简单计算方法。
首先，二重积分的计算需要先确定被积函数和积分区域。
假设被积函数为f(x,y)，积分区域为D，其在直角坐标系下的边界可以用以下公式表示：
∬f(x,y)dxdy = ∫∫f(x,y)dA
接下来，我们需要根据积分区域D的形状来确定积分的范围。
当积分区域为直角坐标系下有界区域时，我们可以采用以下方法求解：
1. 积分区域为矩形时，通常采用先对x积分后对y积分的方法，即：
∫∫f(x,y)dA = ∫ab∫cd f(x,y)dxdy
其中，积分范围为a≤x≤b，c≤y≤d。
2. 积分区域为三角形时，可采用先对y积分后对x积分的方法，即：
∫∫f(x,y)dA=∫cd∫h1(x)h2(x) f(x,y)dydx
其中，积分范围为c≤y≤d，h1(x)≤y≤h2(x)。
3. 积分区域为梯形时，可采用换元法将积分区域转化为矩形的形式，即：
∫∫f(x,y)dA=∫ab∫g1(y)g2(y) f(x,y)dxdy
其中，积分范围为g1(y)≤x≤g2(y)，a≤y≤b。
以上是二重积分计算的基本方法，希望能对您有所帮助。
高等数学课件D92二重积分的计算
电磁学中电荷分布问题
电荷分布概述
在电磁学中，电荷分布是研究电场和 磁场的基础。了解电荷分布对于预测 电场强度、电势差以及电磁波的传播 等具有重要意义。
二重积分在电荷分布 中的应用
二重积分在电磁学中广泛应用于计算 电荷分布。通过将电荷区域离散化为 微小单元，对每个单元的电荷密度进 行积分，并利用二重积分对整个区域 进行积分，可以得到总电荷量和电荷 分布。
在每个子区域内分别进行积分计算，然后将结果相加得到最 终的二重积分值。这种策略可以降低计算难度，提高计算效 率。
03 典型例题分析与求解
平面区域上函数积分问题
确定积分区域
根据题目要求，确定需要积分的平面区域，通常是由 不等式组或曲线围成。
选择积分次序
根据积分区域的形状和复杂性，选择合适的积分次序， 即先对哪个变量进行积分。
图像处理算法与二重积分
在实际应用中，图像处理算法（如直方图均衡化、滤波算法）经常需要利用像素值统计来实现图像增强和特 征提取。二重积分作为计算像素值统计的重要工具，在这些算法中发挥着关键作用。
其他领域应用举例
地理学中的地形分析
在地理学中，地形分析是研究地 表形态和地貌特征的重要手段。 二重积分可以用于计算地表高程、 坡度、坡向等地形参数，进而实 现地形分类、地貌特征提取等应 用。
梯形法
将积分区域划分为若干个小梯形， 以梯形的面积近似代替被积函数 的面积，通过求和所有梯形的面 积得到二重积分的近似值。
辛普森法
在梯形法的基础上，通过采用更 精确的插值多项式来逼近被积函 数，从而提高二重积分计算的精 度。
误差估计及收敛性判断
误差估计
对于不同的数值方法，可以通过理论分析和实际计算来估计其误差的大小，以便更好地控制计算精度 。
高等数学《二重积分的计算》
D
y x , x 1 所围.
y
解 将 D 看作 y — 型区域 , 则 1
D={(x , y)| y x 1 ，0 y 1 } , y y x
xydxdy
1
0
dy
1 y
y2
sin
xy
d
x
o
1x
D
1
[
y cos
y2
y cos
y]dy
0
1 sin 2
y2
y
sin
y
cos
y
1
0
1
cos 1
d
2
dx
1
x 1 x
x2 y2
dy
D
2(x3
1
x)dx
1 4
x
4
1 2
x
2
2 1
9. 4
例 5 求 x2e y2dxdy ，其中 D 是以(0,0),(1,1),
D
(0,1)为顶点的三角形.
解 e y2dy 无法用初等函数表示
积分时必须考虑次序
D {(x, y) | 0 x y , 0 y 1} ,
f ( x, y)d
b
dx
2 ( x) f ( x, y)dy
D
a
1 ( x )
d dy 2( y) f ( x, y)dx.
c
1( y)
为计算方便,可选择积分次序,采用哪一种次序积分 通常取决于被积函数的结构.
必要时还可以交换积分次序.
例2 计算 y2 sin xydx dy , 其中 D 由 y 0,
0
1 1 y2
y2 x y 2x x2
例 8
高等数学二重积分的计算(1)
0
0
1
0
积分次序.
解：积分区域如图
y 3
x 3 y
f (x, y)d
d
[
2(y)
f
(x, y)dx]dy
D
c 1(y)
d
dy
2 ( y)
f
(x, y)dx
c 1(y)
先对x后对y
的二次积
分
应用公式时注意：
1) 首先应判定区域D是否为X-型或Y型区域。
画出积分区域 D 的图形. 2) 若 D 既是 x－型 区域又是 y－型 区域 则有：
块为好；
②根据被积函数f(x,y)特点，选择积分次序，以积分 简便或能够进行积分为原则，
如被积函数是：e
1 x
,
sin
x
,
cos
x
,
1
y
, ex2 , e x等应选择先积y，后积x.
x x ln x
（3）确定二次积分的上、下限，把二重积分化 为二次积分计算即可。 定限方法归纳如下
①先定限后积②域内划条线③先交为下限④后交为上限
解: 设两个直圆柱方程为
z
x2 y2 R2, x2 z2 R2
利用对称性, 考虑第一卦限部分,
R
其曲顶柱体的顶为 z R2 x2
OR
(x,
y)
D
:
0 0
y x
R
R2
x2
则所求体积为
x x2 z2 R2
y
R
8
R2 x2 d x
R2 x2
dy
0
0
8 R (R2 x2 ) d x 16 R3
0
3
例 2 试将 f (x, y)d 化为两种不同次序的累次
高等数学 第二节 二重积分的计算
图示法
• 写出积分限
(先积一条线 , 后扫积分域)
不等式
充分利用对称性 • 计算要简便
应用换元公式
第十章 第二节
30
(2)
被积函数形如
f (x2 y2) ,
f
y x
,
f
x y
。
第十章 第二节
22
例9 将下列直角坐标系下的二次积分化为极坐 标系下的二次积分。
1
4 x2
2
4 x2
(1) dx
f ( x , y)dy dx
f ( x , y)dy
0
1 x2
1
0
R
Rx x
R
R2 x2 x
5
(3) 如果二重积分 f ( x , y)dxdy 的被积函数 f (x , y)
D
是两个函数 f1( x) , f2( y) 的乘积，f ( x , y) f1( x) f2( y)，
积分区域 D {(x , y) a x b , c y d}，则该二重积
分等于两个定积分的乘积，即:
D
极坐标系中的面积元素
i
o
d rdrd
f (x , y)dxdy f (r cos , r sin )rdrd
D
D
第十章 第二节
18
极坐标系下二重积分化为二次积分的公式
(1) 极点在积分区域的边界曲线外
区域特征如图
r 1( )
D
1( ) r 2( )
o
f (r cos , r sin )rdrd
D
a
1 ( x )
• 若积分区域为 Y 型
则
f ( x , y)d
高数考研题库二重积分
高数考研题库二重积分高数考研题库二重积分二重积分是高等数学中的重要概念之一，也是考研数学中的重要知识点。
在考研数学中，二重积分的应用非常广泛，涉及到面积、质量、质心等诸多问题。
本文将从二重积分的基本概念、性质以及应用等方面进行探讨。
一、二重积分的基本概念二重积分是对二元函数在某个有界闭区域上的积分。
设有二元函数f(x,y)，定义在闭区域D上，D的边界为C。
则二重积分的计算公式为：∬D f(x,y)dxdy其中，dxdy表示对x和y的积分变量，D表示积分区域。
二重积分的计算需要先确定积分区域D，并将其分解为若干个小区域，然后对每个小区域进行积分，最后将各个小区域的积分结果相加即可得到最终的二重积分值。
二、二重积分的性质1. 线性性质：即对于任意常数a和b，有∬D (af(x,y) + bf(x,y))dxdy = a∬Df(x,y)dxdy + b∬D f(x,y)dxdy。
2. 区域可加性：即对于两个不相交的区域D1和D2，有∬(D1∪D2) f(x,y)dxdy = ∬D1 f(x,y)dxdy + ∬D2 f(x,y)dxdy。
3. 积分次序可交换：即对于可积的函数f(x,y)，有∬D f(x,y)dxdy = ∬D f(x,y)dydx。
4. 积分区域的变换：若将积分区域D通过某种变换映射到D'上，则有∬D'f(x',y')dxdy = ∬D f(x,y)dxdy。
三、二重积分的应用1. 计算面积：二重积分可以用来计算平面区域的面积。
设有闭区域D，其边界为C，函数f(x,y)在D上恒等于1，则二重积分∬D f(x,y)dxdy即为D的面积。
2. 计算质量：二重积分可以用来计算平面区域上均匀分布的物体的质量。
设有密度函数ρ(x,y)，表示在平面区域D上的每个点(x,y)处的质量密度，则平面区域D上的物体的总质量为∬D ρ(x,y)dxdy。
3. 计算质心：二重积分可以用来计算平面区域上均匀分布的物体的质心坐标。
二重积分的计算方法
二重积分的计算方法2. 二重积分的计算法目前所能接触到的方法是：将二重积分化为两次单积分将二重积分化为两次单积分_接下来介绍：①直角坐标系②极坐标③二重积分的换元法（至于二重积分的换元法，仅作简单介绍）2.1 利用直角坐标计算二重积分本质思想是通过画图来判断是先对x还是先对y积分。
（先对哪一个积分不绝对，需要具体问题具体分析，但仍需考虑图形，这里不过多解释为什么，仅给出相关题型的做法）下面的介绍中，默认f(x,y)≥0①有如下闭区域D：∬Df(x,y) dσ=∫abdx∫ϕ1(x)ϕ2(x)f(x,y) dy（先对y后对x）②∬Df(x,y) dσ=∫cddy∫ψ1(y)ψ2(y)f(x,y) dx（先对x后对y）（注：这里未考虑在立体空间中的形状，但只研究物体在xOy面上的投影即可解决问题）我们称①、②中的区域分别为X型区域、Y型区域。
（按先对、x、y中的哪个积分来命名）若闭区域D既是X型区域，又是Y型区域，则选择哪一种都可以（尽量找简单的）不管先对还是进行积分，要找准积分限不管先对x还是y进行积分，要找准积分限“每个人都有每个人的理解方式，这里我有些解释不出来，大家自行领会吧”注：在解题时，注意使用可加性"可加性"，区间可以分为X型、Y型，既是X型又是Y型的，此时我们对其分别求二重积分即可。
这里给出一个例子来让大家认识到选择正确的积分次序的重要性：计算∬Dy1+x2−y2 dσ，其中区域D是由、、y=x、x=−1、y=1围成的闭区域。
显然D既是X型，又是Y型积分区域，现在我们用两种方法来看一下：①先对y后对x：∫−11dx∫x1y1+x2−y2 dσ（偶函数，想想为什么这里是）=−13∫−11[(1+x2−y2)32|x1] dx=−13∫−11(|x|3−1) dx_（偶函数，想想为什么这里是|x|3）=−23∫01(x3−1)dx=−23(x44−x)|01 =−23⋅(14−1)=12②先对x后对y：∫−11dy∫y1y1+x2−y2dx=∫−11[xy(1+x2−y2)12|1y−∫1yx d[y(1+x2−y2)12]]=∫−11[y2−y2−y2−∫1yx2y1+x2−y2 dx]dy此时还需求∫1yx2y1+x2−y2 dx，难免比较麻烦。
二重积分的概念和计算
二重积分的概念和计算
一、二重积分的概念
二重积分也叫做双重积分，是一类高等数学中的一种重要的概念，它
是指将函数关于两个变量进行积分运算，而且是先计算外层的积分，再计
算内层的积分，也可以称之为“先积分后积分”。
所以，二重积分是指把一个二元函数关于x先积分，再把f（x，y）
关于y积分的过程，最后能够得到B（x，y）函数，通常我们可以采用它
来对双变量函数进行积分运算。
二、二重积分的计算
1、在坐标系上绘制图像，判断积分的界限，即a和b的值，以及R
的值；
2、根据及题目要求，写出积分表达式；
3、根据外层和内层的分界，写出外层的积分表达式；
4、根据内层的分界，写出内层的积分表达式；
5、外层积分根据公式进行求解，把外层积分结果代入到内层积分中，计算内层积分的值；
6、把外层积分的值和内层积分的值相乘，得到最终的二重积分的结果。
此外，在积分运算中，我们还可以通过Green-Haddam公式来把二重
积分转化为一次积分，计算更加快捷方便。
Green-Haddam公式：∫ab∫f(x,y)dxdy=∫(R∫f(x,y)dxdy)dR
三、示例说明
下面通过举例来详细讲解一下二重积分的计算：求解：∫0,3∫0,2x2dy dx。
经典高等数学课件D10-2二重积分的计算(1)
1
e y2
(
x3
)
y
dy
D
0
0
0
3
0
e1 y2 y3 dy e1 y2 y2 d(y2 ) 1 (1 2).
0
3
0
6
6e
19
例4. 计算 xyd ,其中D是由 y2 x，y x 2 所围的区域.
D
解:区域D的图形如右阴影部分， y
解方程组
y2
x,
y x 2.
(4,2) x y2 2
于是得到：
y
A( x0) o
D
a
x0
y
b
1(
x)x
A( x0 )
2 ( x0 ) 1 ( x0 )
f
(
x0 ,
y)d
y.
x [a,b], 则x对应的截面面积是A( x) 2(x) f ( x, y)d y, 1( x)
则V f (x, y)d
b
A(x)d x
b
[
2(x) f (x,
分析:如图. D : 0 x 1, x y 1
1
则
x2e y2dxdy
1
dx
1 x2e y2 dy
0
x
y
yx
D
Q e y2dy无法用初等函数表示.
o
1x
积分时必须考虑次序.
解: 由于D : 0 y 1,0 x y
则
x2e y2dxdy
1
dy
y x 2e y2 dx
解: 积分区域 D D1 D2 ,
y
D1 :1 y 0，0 x 1 y,
1
D2 : 0 y 1，0 x 1 y.
高等数学二重积分详解ppt课件
S(x) 2 (x) f (x, y)dy 1 ( x)
所以根据平行截面面积为已知的立体的立体公式，
得
V
b
S(x)dx
b
[
2 (x)
f (x, y)dy]dx
a
a 1 ( x)
4
于是，得二重积分的计算公式：
f (x, y)dxdy
b
[
2 (x) f (x, y)dy]dx
a 1 ( x)
c
D
D
b
dx
2 (x) f (x, y)dy
a
1 ( x)
o
x 2(y)
x
5
总结：二重积分的计算就是转化为二次定积
分，显然，确定积分次序和积分上、下限是关
键。这主要由积分区域D所确定。所谓
先积线，后积点
以第一种情况为例加以说明：
如图：
y
y 2(x)
区间[a,b]是x的取值范围。 D
2
(8,4)
4
o -2
(2,2)
y x4
y2 2x
x
小结：显然1）较2）麻烦。
12
例3 计算 I x2ey2 dxdy, 其中D由 x 0,
D
y 1及y x 围成。
解：此三条直线的交点分别为(1,1)，(0,1)， (0,0)，所围区域如右。
先对x后对y积分：
I
例4 交换下列二重积分的积分次序：
0
2 x
2
2x
I dx 2 f (x, y)dy dx 2 f (x, y)dy
2 0
0
0
解：这是先对y后对x的积分，积分区域为
山东专升本高数《二重积分》超全知识点(二)2024
山东专升本高数《二重积分》超全知识
点（二）
引言概述：
本文旨在分享山东专升本高数《二重积分》的超全知识点。
二重积分是高等数学中重要的概念之一，掌握好相关知识点对于学习和理解高数知识具有重要意义。
本文将从五个大点出发，深入阐述二重积分的各个方面，帮助读者更好地理解和应用该知识。
1. 二重积分的定义和基本性质
- 二重积分的定义及其几何意义
- 二重积分的性质：线性性、积分区域可加性、积分次序可交换性等
- 二重积分的计算：换元法、分部积分法等基本计算方法
2. 二重积分的应用
- 平面区域的面积计算
- 平面曲线的弧长计算
- 质心和形心的计算
- 平面曲线的面积计算
- 二重积分在物理问题中的应用：质量、电荷、质心等
3. 二重积分的坐标变换
- 极坐标系下的二重积分
- 变量替换法与雅可比行列式
- 在极坐标下的面积计算及应用
4. 二重积分的应用之曲面体积
- 二重积分求解曲面体积的方法
- 旋转体的体积计算
- 平面区域所围成的曲面体积计算
- 利用二重积分计算空间区域的体积
5. 二重积分在概率统计中的应用
- 联合概率分布函数及其性质
- 边缘概率密度函数及相关计算
- 二维连续随机变量的期望与方差计算
- 多维连续随机变量的矩计算
总结：
通过本文的介绍，我们系统地学习了山东专升本高数《二重积分》的超全知识点。
这些知识点包括二重积分的定义和基本性质、应用、坐标变换、曲面体积计算以及在概率统计中的应用等。
希望读者通过学习和理解这些知识点，能够更好地应用于实际问题中，并在专升本考试中取得优异的成绩。
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10-2 二重积分的计算
（宋）苏轼
寄蜉蝣于天地,
渺沧海之一粟.
哀吾生之须臾，
羡长江之无穷.
10-2 二重积分的计算
第二节 二重积分的计算
一、利用直角坐标计算二重积分 二、利用极坐标计算二重积分 三、小结与思考
10-2 二重积分的计算
一、利用直角坐标系计算二重积分
(1) 在直角坐标系下用平行于 y
坐标轴的直线网来划分区域 D，
则面积元素为
d dxdy
o
D
x
故二重积分可写为
f ( x, y)d f ( x, y)dxdy
D
D
10-2 二重积分的计算
(2) 如果积分区域 D如图所示，那么可用不等式表示为
a x b, 1( x) y 2( x). ［X－型］
其中ri 为 ri与 ri ri 的平均值.由此当 ri , i 充分小 时，极坐标系下的面积元素 d rdrd.
10-2 二重积分的计算
其次, 直角坐标系与极坐标系有如下变换关系
x r cos
y
r
sin
最后, 两坐标系下积分区域 D 形状不变，因此有
f ( x, y)d f (r cos , r sin )rdrd .
D
o
10-2 二重积分的计算
D
D
以下我们讨论极坐标下的二重积分的计算．
r 1( ) r 2( )
DD
r 1( )
r 2( ) D
r 2( )
D
o
Ao
Ao
A
r 1( ) 0
设
D
:
1
( )
r
2 (
) ,
则
f (r cos , r sin )rdrd
0 dx0
f ( x, y)dy 1 dx0 f ( x, y)dy
解: 积分区域
y
y 2 x x 2 y
y 2x x2 x 1 1 y2
O
1
2x
10-2 二重积分的计算
例9 求证
a
dx
x
f ( y)dy
a
(a x) f ( x)dx (a 0)
例13.计算I y 3 x dxdy, D : x2＋y2 1 .
D
y 2
分析: 如图,直线 y 3x 0 把圆分成 D1 D2 ，
3
x
o D1
D2
D1
:
－
3
2 ，0 r 1, 3
D2 :
2 3
5 ，0 r 1 3
10-2 二重积分的计算
o
D
d
2( ) f (r cos , r sin )r d r
1 ( )
特别,对
0 r ( )
D: Fra bibliotek0
2
10-2 二重积分的计算
r 2 ( )
D
r 1( )
r 2( )
D
o r 1( )
r ( )
z
z f (x, y)
应用计算“平行截
面面积为已知的立 体的体积”的方法. y
＊ 计算截面面积 ( 红色部分即A(x0) )
y 2(x)
A( x0 )
D
y 1(x)
O
a x0 b x
是区间[1( x0 ),2( x0 )]为底, 曲线 z f ( x0 , y)
为曲边的曲边梯形.
y
Ⅱ
y d
Ⅰ
Ⅲ
D c
0
x
0a
x b
10-2 二重积分的计算
特殊地, D为矩形域: a≤x≤b,c≤y≤d, 则
b
d
f ( x, y)d a dxc f ( x, y)dy
D
d
b
c dya f ( x, y)dx
若f ( x, y) f1( x) f2( y), 则
bd
f (r cos , r sin )rdrd
D2
d
( )
f (r cos , r sin ) r d r
0
0
D
o
10-2 二重积分的计算
例12.计算 e x2 y2 dxdy，其中 D是由圆心在原点，半径
D
为 a 的圆周所围成的闭区域.
分析：此题若用直角坐标来计算, 由于积分原函数不 易表示而无法求出, 可见极坐标在某些情况下确实能 化简运算.
y x2
( 2 )
o
1x
10-2 二重积分的计算
二、在极坐标系下计算二重积分
若积分区域 D是与圆域有关的区域或者被积函数为
f (x2 y2)、f (xy等)、形f (式xy ),用极坐标计算二重积分更
简便．为此只要我们找到极坐标系下二重积分与直角 坐标系下二重积分的关系, 就可以在极坐标系下讨论
V
f (x,
y)d
b
a A( x)dx
D b
(
2( x) f ( x, y)dy) dx
b
dx
2 ( x) f ( x, y)dy
a 1( x)
a
1 ( x)
先对 y 后对 x 的二次积分 (累次积分)
10-2 二重积分的计算
(3) 积分区域 D 可表示为：c y d , 1( y) x 2( y)
例7 交换积分次序：2a dx 2ax f ( x, y)dy (a 0)
0
2ax x2
y
解: 2a
a
O
y 2ax x y2
2a
y 2ax x2 x a a2 y2 a 2a x
10-2 二重积分的计算
例8 交换积分次序：
1
2 x x2
2
2 x
y y 2(x) D
y
y 2(x)
D
y 1(x)
y 1(x)
Oa
b x Oa
bx
其中函数1( x) 、2( x) 在区间 [a,b]上连续.
10-2 二重积分的计算
回忆：平行截面面积为已知的立体的体积
A( x) 表示过点 o a x 且垂直于x 轴
x x dx b
x
例14.写出 f (x, y)dxdy 极坐标系下的二次积分,其中
D
D: 1 x y 1 x2, 0 x 1
画图 y
1
x2 y2 1
.
D
x y1 x
o
1
10-2 二重积分的计算
例15. 将 f (x, y化)dx成dy二次积分,其中
D :. x2 y2 2 x
例3. 计算 xy其d中, (如D图)是抛物线 及y 直x2线
D
y 所x 围成的闭区域．
解法1 解法2
y 1 yx
D
y
x2
o
1x
10-2 二重积分的计算
总结 二重积分是化为两次定积分来计算的，
关键是确定积分限. 定限要注意的问题： 1. 上限>下限. 2. 内层积分的上，下限应为外层积分变量的函数. 3. 外层积分上，下限应为常数(后积先定限). 4. 二重积分的结果应为常数.
10-2 二重积分的计算
选取积分次序, 不仅要看区域的特点,
而且要看被积函数的特点.
凡遇如下形式积分:
sin xdx, sinx2dx, cosx2dx, ex2dx, x
y e x2dx, e xdx,
dx , 等等,
ln x
一定要放在后面的积分里面.
10-2 二重积分的计算
立体的体积.
曲顶z R2 x2
解: V1 f ( x, y)d
D
z
o x
y
y R2 x2
D
y o Rx
10-2 二重积分的计算
例11 计算积分I | y x2 | d , 其 中( )为 : 0 x 1,0 y 1.
解:
y
1
( 1 )
解法1： 先 y 后 x
y
解法2： 先 x 后 y
y
·· 2
y
y=x
x=2
1
0
x
y=x x=2
·· y=1
0
x
1x 2
10-2 二重积分的计算
例 2 计算 e x2dxdy, D是第一象限中由直线y x
D
和y x3围成区域. 解:
(1,1) y x
y x3
10-2 二重积分的计算
sin x
例4.计算
D
x dxdy 其中D 是直线
所围成的闭区域.
解: 由被积函数可知, 先对 x 积分不行,
因此取D为X – 型域 :
y yx
D x o x
说明:有些二次积分为了积分方便, 还需交换积分顺序.
10-2 二重积分的计算
例5 计算二次积分
1
dx
1
sin
y2dy
0
0
0
0
提示 左边的累次积分中, f ( y)是y的抽象函数,
不能直接计算，要先交换积分次序.
证明 y
a
O
•(a,a)
a
x