高等数学三重积分计算方法总结
高等数学三重积分计算方法总结
1、利用直角坐标计算三重积分:
(1)投影法(先一后二):
1)外层(二重积分):区域Ω在xoy 面上的投影区域Dxy
2)内层(定积分):
从区域Ω的底面上的z 值,到区域Ω的顶面上的z 值。
(2)截面法(先二后一):
1)外层(定积分): 区域Ω在z 轴上的投影区间。
2)内层(二重积分):Ω垂直于z 轴的截面区域。
2、利用柱坐标计算三重积分
3、利用球面坐标计算三重积分
定限方法: (1)转面定θ(2)转线定φ (3)线段定r
4、利用对称性化简三重积分计算
设积分区域Ω关于xoy 平面对称,
(1)若被积函数 f (x,y,z ) 是关于z 的奇函数,则三重积分为零。
(2)若被积函数 f (x,y,z ) 是关于z 的偶函数,则三重积分等于:在xoy
平面上方的半个Ω,区域上的三重积分的两倍.
使用对称性时应注意:
1)积分区域关于坐标面的对称性;
2)被积函数关于变量的奇偶性。
(cos ,sin ,)f z d d dz
ρθρθρρθΩ
???(,,)f x y z dv Ω=???(,,)f x y z dxdydz Ω???(sin cos ,sin sin ,cos )f r r r φθφθφΩ
=???2sin r drd d φφθ
例 计算 ,其中Ω是由曲面z = x 2 + y 2和x 2 + y 2 + z 2 =2所围成的空间闭区域.
解:
是关于x 的奇函数,且Ω关于 yoz 面对称 故其积分为零。 2x 2 y 是关于y 的奇函数,且关于 zox 面对称
???Ω
++dxdydz z y x x 2)(2
)(z y x x ++Θ22222222)(zx xyz y x z y x x +++++=xyz z y x x 2)(222+++Θ,022???Ω=∴ydv x ???Ω++=∴dxdydz z y x x I 2)(,22???Ω=zdxdydz x ???Ωθρρ??θρ=dz d d z 22cos 2????θρρθ=zdz d d 23cos 2 ??πρρ-ρ-θρθ=20104223)2(cos d d 245π=222ρ-ρπ20