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  • 計(jì)算二重積分∫∫(x^2+y^2)dσ D:x^2+y^2≤2y

    計(jì)算二重積分∫∫(x^2+y^2)dσ D:x^2+y^2≤2y
    用極坐標(biāo)求解 主要問(wèn)題是我找不出θ的范圍...
    數(shù)學(xué)人氣:109 ℃時(shí)間:2020-10-01 20:28:55
    優(yōu)質(zhì)解答
    方法1:
    積分域是:
    x^2+y^2≤2y
    x^2+y^2-2y≤0
    x^2+(y-1)^2≤1
    積分是在上述圓的范圍內(nèi)進(jìn)行.
    令x=pcos(θ),y=psin(θ),此圓的方程可寫(xiě)為:
    [pcos(θ)]^2+[psin(θ)-1]^2=1
    p^2-2psin(θ)+1=1
    p(p-2sin(θ)=0
    解得:p=0和p=2sin(θ)
    顯然p=2sin(θ)是此圓的極坐標(biāo)方程.
    對(duì)任一個(gè)給定的p,可求出此圓上對(duì)應(yīng)的θ:
    θ=arcsin(p/2)
    利用積分函數(shù)的對(duì)稱性(對(duì)y軸對(duì)稱),θ的積分范圍可定為[arcsin(θ),pai/2],p的范圍是從0到2.將積分結(jié)果乘2,即得最后結(jié)果.
    此處,pai代表圓周率.
    解法2:
    令X=x,Y=y-1對(duì)積分域進(jìn)行坐標(biāo)平移,得:
    X^2+Y^2≤1
    將積分式中的x,y也用X,Y代換,得:
    ∫∫(X^2+(Y+1)^2)dσ
    再令X=pcos(θ),Y=psin(θ),代入上面的積分后,p的積分范圍是:[0,1],θ的積分范圍是:[0,2pai]
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