多重积分的方法总结

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多重积分的计算方法与应用

多重积分的计算方法与应用

多重积分的计算方法与应用积分是微积分的重要概念之一,用于求解曲线下面的面积、体积、质量等问题。

在实际应用中,我们常常需要对多维变量进行积分求解。

这就引出了多重积分的概念和相应的计算方法。

本文将介绍多重积分的计算方法,并探讨其在实际问题中的应用。

一、二重积分的计算方法二重积分是对二维平面上的函数进行积分。

常用的计算方法有直角坐标系下的矩形法和极坐标系下的极坐标法。

1. 矩形法矩形法是基于直角坐标系的计算方法。

将被积函数的定义域分割成小的矩形区域,然后分别计算每个矩形区域的面积和函数值,并求和得到最终的积分结果。

矩形法的计算精度受到分割的矩形区域大小和数量的影响,一般情况下,矩形越小、分割越多,计算结果越精确。

2. 极坐标法极坐标法适用于具有旋转对称性的函数。

通过引入极坐标系,将二重积分转化为对半径和角度的积分。

在极坐标系下,可以通过调整极坐标的范围和积分顺序,简化被积函数的形式,从而减少计算复杂度。

二、三重积分的计算方法三重积分是对三维空间中的函数进行积分。

常用的计算方法有直角坐标系下的长方体法和柱面坐标系下的柱面法。

1. 长方体法长方体法是基于直角坐标系的计算方法。

将被积函数的定义域分割成小的长方体区域,然后分别计算每个长方体区域的体积和函数值,并求和得到最终的积分结果。

与二重积分的矩形法类似,长方体法的计算精度受到分割的长方体区域大小和数量的影响。

2. 柱面法柱面法适用于具有旋转对称性的函数。

通过引入柱面坐标系,将三重积分转化为对半径、角度和高度的积分。

柱面法的优势在于简化被积函数的形式,从而减少计算复杂度。

三、多重积分的应用多重积分在实际问题中具有广泛的应用。

以下以几个典型的应用场景为例进行介绍。

1. 几何体的体积计算多重积分可以用于计算复杂几何体的体积。

通过将几何体分割成小的体积元素,然后对每个体积元素进行积分求和,可以得到几何体的体积。

例如,可以利用三重积分计算球体、圆柱体和锥体等的体积。

多重积分的计算

多重积分的计算

多重积分的计算多重积分是微积分的重要内容之一,其涉及到对多个变量的函数进行积分计算。

在实际应用中,多重积分常常出现在曲线线性拟合、概率密度函数计算、物体质量计算等问题中。

本文将介绍多重积分的概念、计算方法以及一些实际应用。

一、多重积分的概念多重积分即对多个变量的函数进行积分计算。

与一重积分不同,一重积分只涉及一个自变量,其形式通常为∫f(x)dx。

而多重积分涉及多个自变量,一般形式为∫∫…∫f(x1, x2, ..., xn)dxdy…dz,其中n为变量的个数。

多重积分可以理解为对多维空间中的一个区域进行体积的计算。

当n=2时,多重积分可以理解为对平面上的一个区域进行面积的计算;当n=3时,多重积分可以理解为对空间中的一个区域进行体积的计算。

多重积分的计算方法分为累次积分和换序积分两种。

二、累次积分的计算方法累次积分是多重积分的一种计算方法,通过将多重积分转化为一重积分的形式来进行计算。

累次积分的计算顺序可以按照自变量的先后顺序进行,比如先计算x的积分,再计算y的积分。

举个例子,考虑函数f(x, y)在区域D上的积分计算,其中D为一个有界闭区域。

我们可以首先固定y的值,将f(x, y)看作x的函数,即得到f(x, y)在y固定时的积分函数F(y),然后在区域D上对F(y)进行一重积分计算。

这样就得到了原函数f(x, y)在区域D上的积分值。

三、换序积分的计算方法换序积分是多重积分的另一种计算方法,通过改变积分次序来简化计算。

换序积分的前提是被积函数在所考虑的区域上是可积的。

换序积分的计算顺序可以根据具体情况进行灵活选择,常见的换序顺序有从内到外、从外到内等。

在选择换序顺序时,需要考虑到不同变量的取值范围和被积函数的形式,以便进行合适的变量替换和积分计算。

四、多重积分的应用多重积分在实际应用中有着广泛的应用。

以下列举几个常见的应用场景:1. 曲线线性拟合:多重积分可以用来拟合实验数据中的曲线关系,通过求解拟合曲线下的面积来获得拟合结果。

多重积分的方法总结

多重积分的方法总结

多重积分的方法总结多重积分是微积分的重要内容之一,在物理、工程、经济等学科中有广泛的应用。

它是定积分的推广,主要用于计算二重积分、三重积分以及更高维度的积分。

一、二重积分的求解方法1.直角坐标求解法:根据被积函数的形式,选择适当的积分次序,将二重积分转化为两次一重积分求解。

2.换元法:将二重积分转化为在转化后的坐标系中的积分。

常见的换元法有极坐标法、参数方程法等。

3.极坐标法:对于具有圆形对称性的被积区域和被积函数,可以使用极坐标进行求解。

极坐标的变换公式为:x = r*cosθy = r*sinθ面积元素dA = r*dr*dθ4.矩形法:对于长方形区域上的二重积分,可以使用矩形法进行计算。

将整个被积区域划分为若干个小矩形,然后对每个小矩形上的被积函数进行近似计算,最后将所有小矩形的结果相加得到最终的结果。

二、三重积分的求解方法1.直角坐标求解法:根据被积函数的形式,选择适当的积分次序,将三重积分转化为三次一重积分求解。

2.柱坐标法:对于具有柱面对称性的被积区域和被积函数,可以使用柱坐标进行求解。

柱坐标的变换公式为:x = r*cosθy = r*sinθz=z体积元素dV = r*dr*dθ*dz3.球坐标法:对于具有球面对称性的被积区域和被积函数,可以使用球坐标进行求解。

球坐标的变换公式为:x = r*sinφ*cosθy = r*sinφ*sinθz = r*cosφ体积元素dV = r^2*sinφ*dφ*dθ*dr应用题解析:多重积分在物理、工程和经济学等学科中有广泛应用,常用于计算质量、体积、中心、质心、转动惯量、质量矩等物理量。

在应用题中,需要根据具体问题确定积分的次序、被积函数和被积区域,并利用常见的求解方法进行求解。

例如,计算一个半径为R的球体的体积。

由于球体具有球面对称性,我们可以使用球坐标进行求解。

将球体划分为若干个体积元素,并对每个体积元素进行积分,最后将所有体积元素的体积相加得到球体的总体积。

多重积分方法总结

多重积分方法总结

多重积分方法总结多重积分是微积分的一个重要分支,用于研究二维、三维或更高维空间中的函数性质。

它在实际问题的建模与求解中起到了重要作用。

多重积分方法主要包括定积分、累次积分、面积分和体积分的相关方法。

一、定积分方法定积分是多重积分的基础,可将曲线下方形成的面积看作是一个函数与对应的线段长度之间的关系。

定积分可用于求函数的面积、弧长、几何体积、质量、质心等问题。

利用定积分方法可将区域分割为无穷多的小矩形,通过求和得到区域的总面积。

定积分的计算可以应用牛顿-莱布尼茨公式、变限积分法和微积分基本定理。

二、累次积分方法累次积分是多重积分的另一种重要方法,主要用于求解二重积分和三重积分。

通过不断降维,将多重积分问题转化为单重积分问题。

对于二重积分,可以将区域划分为无穷多的小矩形,求和得到总面积;对于三重积分,可以将区域划分为无穷多的小立方体,求和得到总体积。

累次积分通过反复积分的方式,对于不同变量进行积分,使得积分操作变得相对简单。

三、面积分方法面积分主要用于计算曲面的面积和一些向量场沿曲面的通量。

面积分可以分为第一类和第二类,分别对应于标量场和向量场。

对于第一类面积分,可以通过将曲面分割为无数小小面积片,用累次积分的方法将其进行求和,得到总面积。

对于第二类面积分,需要考虑向量场在曲面上的法向量,通过点乘计算通量。

四、体积分方法体积分主要用于计算三维空间中定义的函数体所围成的体积。

通过将空间划分为无穷多的小体积元,用累次积分的方法对其进行求和,得到总体积。

体积分的计算需要确定积分变量的积分区间,同时还需要确定积分函数在每个小体积元上的取值。

除了上述基本的多重积分方法外,还有一些常见的变量替换方法,如极坐标、球坐标、柱坐标等,可以简化积分计算,并且有时能够使积分过程更加简洁。

此外,对于一些特殊的区域和函数,还可以利用对称性、奇偶性等性质,选择合适的积分区域和变量替换,从而简化多重积分的计算过程。

综上所述,多重积分方法是微积分的重要工具之一,对于求解曲线面积、体积、通量等问题有着广泛的应用。

多重积分的计算方法与技巧

多重积分的计算方法与技巧

多重积分的计算方法与技巧在数学中,多重积分是一种重要的计算方法,用于求解多变量函数在特定区域上的积分。

计算多重积分需要掌握一些方法和技巧,本文将介绍其中常用的计算方法以及一些实用的技巧。

1. 二重积分的计算方法二重积分是最基本的多重积分形式,其计算方法分为直角坐标系下和极坐标系下的计算方法。

以下将介绍这两种计算方法。

1.1 直角坐标系下的计算方法直角坐标系下的二重积分计算方法如下:首先,确定积分区域D,并在直角坐标系下建立相应的坐标系。

其次,写出被积函数f(x,y)在D上的积分形式,即∬f(x,y)dxdy。

然后,根据积分区域D的形状和对称性,选择适当的积分顺序,如先x后y或先y后x。

最后,通过将二重积分转化为两个一重积分相结合的形式,依次进行积分计算,可以利用一重积分的性质和常见函数的积分表进行计算。

1.2 极坐标系下的计算方法对于某些具有旋转对称性的问题,使用极坐标系进行积分计算更加方便快捷。

极坐标系下的二重积分计算方法如下:首先,确定积分区域D,并在极坐标系下建立相应的坐标系。

其次,写出被积函数f(r,θ)在D上的积分形式,即∬f(r,θ)rdrdθ。

然后,根据积分区域D的特点,确定积分的范围。

最后,通过将二重积分转化为两个一重积分相结合的形式,依次进行积分计算,可以利用一重积分的性质和常见函数的积分表进行计算。

2. 三重积分的计算方法三重积分是在三维空间中计算体积、质量、重心等物理量时常用到的方法,其计算方法比二重积分复杂一些。

计算三重积分的方法如下:首先,确定积分区域D,并在三维坐标系下建立相应的坐标系。

其次,写出被积函数f(x,y,z)在D上的积分形式,即∭f(x,y,z)dxdydz。

然后,根据积分区域D的特点,确定积分的范围。

最后,通过将三重积分转化为三个一重积分相结合的形式,依次进行积分计算。

在实际计算中,可以利用对称性、数学变换和数值计算等方法简化复杂的三重积分计算。

3. 多重积分的技巧除了上述的基本计算方法外,还有一些技巧可以帮助我们更高效地计算多重积分。

高中数学解多重积分问题的技巧与步骤总结

高中数学解多重积分问题的技巧与步骤总结

高中数学解多重积分问题的技巧与步骤总结在高中数学中,多重积分是一个重要的概念和工具,用于解决一些与空间、曲线、曲面相关的问题。

掌握解多重积分的技巧和步骤对于学生来说是非常重要的。

本文将总结一些解多重积分的技巧和步骤,并通过具体的例题来说明。

一、确定积分的次序和范围在解多重积分问题时,首先要确定积分的次序和范围。

对于二重积分来说,可以选择先对 x 进行积分,再对 y 进行积分,也可以选择先对 y 进行积分,再对 x 进行积分。

在选择积分次序时,可以根据题目的要求和问题的特点来决定。

例如,考虑计算二重积分∬D f(x,y) dxdy,其中 D 是一个有界闭区域。

如果 D 是一个简单的几何图形,如矩形、三角形或圆形等,可以根据题目的要求来选择积分次序。

如果 D 是由两个或多个简单几何图形组成的复杂区域,可以考虑将其分割成简单的几何图形,然后分别计算积分。

二、确定积分的限制条件在确定积分的次序和范围后,接下来要确定积分的限制条件。

这些限制条件可以是直接给出的,也可以是通过题目中的条件推导得到的。

例如,考虑计算二重积分∬D f(x,y) dxdy,其中 D 是一个有界闭区域。

如果题目中给出了 D 的边界方程或者其他条件,可以利用这些条件来确定积分的限制条件。

如果没有给出这些条件,可以通过观察和分析题目中的信息来推导得到。

三、确定积分的积分区域在确定积分的限制条件后,接下来要确定积分的积分区域。

积分区域可以通过画图或者利用题目中给出的条件来确定。

例如,考虑计算二重积分∬D f(x,y) dxdy,其中 D 是一个有界闭区域。

可以根据题目中给出的条件画出 D 的示意图,然后确定积分区域。

在确定积分区域时,要注意边界的方程和交点的坐标。

四、确定积分的积分元在确定积分的积分区域后,接下来要确定积分的积分元。

积分元可以根据积分的次序和范围来确定。

例如,考虑计算二重积分∬D f(x,y) dxdy,其中 D 是一个有界闭区域。

多重积分的应用和计算方法

多重积分的应用和计算方法

多重积分的应用和计算方法多重积分是高等数学中的一个重要分支,它的应用范围涵盖了众多学科领域。

多重积分的计算方法和应用十分重要,下面我们就来详细讲述多重积分的应用和计算方法。

一、多重积分的应用1.立体几何多重积分能够用来解决与立体几何相关的问题,如体积、质心、惯性矩、转移积分等问题。

例如,当我们要求一个不规则物体的体积时,就需要对该物体进行三重积分。

2.统计多重积分在统计中也有广泛应用,如求解双变量统计分布函数中的相关系数,以及用于分析双变量分布密度函数等问题。

3.物理学多重积分在物理学中的应用也十分广泛,例如计算含密度分布的碰撞情形、电场和磁场的建模等。

4.金融学多重积分在金融学中的应用主要集中在随机过程建模中,如模拟股票价格、债券价格等,解决了很多股票价格计算的问题。

二、多重积分的计算方法1.重积分的概念在高维空间中,重积分的概念是对于一个有限的函数f(x1,x2,...,xn),我们可以定义在一个n维矩形区域R上的积分,那么该积分的值就是重积分。

重积分可以看作是多个积分的组合,其中x1到xn表示积分变量,而dx1、dx2等则代表积分变量相应的微元。

这样,通过多个积分的嵌套计算,我们就能算出具体的重积分值。

2.变换积分公式变换积分公式是计算多重积分的重要工具。

它被用来处理一个积分区域的坐标系的变换。

假设F(u1,u2)是一个单变量函数,而(x,y)和(u,v)分别是两种坐标系中的坐标,那么对于某个区域R,它可以被写成一对(u,v)值的函数:x = x(u,v) y = y(u,v)在这种情况下,我们可以把在(x,y)坐标系下的积分转化为在(u,v)坐标系下的积分,具体而言,计算过程如下:$\int\int_Rf(x,y)dxdy = \int\int_Df(x(u,v),y(u,v))|J(u,v)|dudv$在这里,J(u,v)被称为Jacobi矩阵,它是变换的导数。

这个公式就是变换积分公式。

多重积分计算二重积分与三重积分的基本方法

多重积分计算二重积分与三重积分的基本方法

多重积分计算二重积分与三重积分的基本方法在数学中,多重积分是解决面积、体积和质量等问题的重要工具。

其中,二重积分是用来计算平面区域的面积,而三重积分则用于计算空间区域的体积。

本文将介绍二重积分与三重积分的基本方法与计算步骤。

一、二重积分的基本方法二重积分是对某个平面区域上的函数进行积分运算,求得该区域的面积。

一般来说,二重积分可分为定积分和不定积分两种情况。

1. 定积分形式的二重积分对于一个连续函数 f(x, y),在平面区域 D 上的二重积分可表示为:∬D f(x, y) dA其中,dA 表示面积元素。

根据坐标变换公式,可将二重积分转化为极坐标下的积分形式,进而进行计算。

具体的步骤如下:(1)确定积分区域 D,可用不等式或几何关系描述。

(2)通过坐标变换公式将二重积分转化为极坐标下的积分形式,例如:x=r*cosθ,y=r*sinθ。

(3)计算极坐标变换后的积分限,并替换原函数 f(x, y) 为极坐标下的函数f(r, θ)。

(4)进行积分计算,得到最终结果。

2. 不定积分形式的二重积分当二重积分的积分区域 D 无法用几何关系或不等式表示时,可以将二重积分转化为不定积分形式进行计算。

具体的步骤如下:(1)将二重积分转化为累次积分形式,例如:∬D f(x, y) dA = ∫c1到c2 ( ∫h1到h2 f(x, y) dy ) dx。

(2)依次计算累次积分,其中内积分 dy 需要将变量 x 视为常量,进行积分运算。

(3)将内积分的结果代入到外积分中,再次进行积分运算,得到最终结果。

二、三重积分的基本方法三重积分是对空间区域上的函数进行积分运算,求得该区域的体积。

一般来说,三重积分可分为定积分和不定积分两种情况。

1. 定积分形式的三重积分对于一个连续函数 f(x, y, z),在空间区域 E 上的三重积分可表示为:∭E f(x, y, z) dV其中,dV 表示体积元素。

根据坐标变换公式,可将三重积分转化为柱面坐标或球面坐标下的积分形式,进而进行计算。

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多重积分的方法总结引言:高等数学是一门严密的学科,在学习高数过程中,我认为应用最为广泛的是积分,高数中积分包含了曲面积分、曲线积分、二重积分和三重积分等,它们在许多学科中、生活中应用比较广泛,比如,要计算某个不规则物体的体积就可以运用积分来求解,很多方面均可以转化成微积分的面积,体积的思维来求,这就是它的优点,这种面积和体积是一种抽像的概念了,到了更多重积分又会有更多和意义。

那么,下面我将以二重积分和三重积分的定义、计算方法、主要应用公式和二重积分与三重积分的关系为核心来介绍多重积分。

(其中计算方法将通过例题来解释) 二重积分定义: 设二元函数z=f(x,y)定义在有界闭区域D 上,将区域D 任意分成n 个子域Δδi(i=1,2,3,…,n),并以Δδi 表示第i 个子域的面积.在Δδi 上任取一点(ξi,ηi),作和lim n →+∞ (n/i=1 Σ(ξi,ηi)Δδi).如果当各个子域的直径中的最大值λ趋于零时,此和式的极限存在,则称此极限为函数f(x,y)在区域D 上的二重积分,记为∫∫f(x,y)d δ,即∫∫f(x,y)d δ=lim n →+∞ (Σf(ξi,ηi)Δδi )这时,称f(x,y)在D 上可积,其中f(x,y)称被积函数,f(x,y)d δ称为被积表达式,d δ称为面积元素, D 称为积分域,∫∫称为二重积分号.同时二重积分有着广泛的应用,可以用来计算曲面的面积,平面薄片重心,平面薄片转动惯量,平面薄片对质点的引力等等。

此外二重积分在实际生活,比如无线电中也被广泛应用。

二重积分的计算方法 1直角坐标系中累次积分法对于直角坐标系下的二重积分主要是对于区域的划分,可以分为如下两类区域来计算。

平面点集D={}(,)|1()2(),x y y x y y x a x b ≤≤≤≤为x 型区域;平面点集D={}(,)|1()2(),x y x y x x y c y d ≤≤≤≤为y 型区域。

x 型区域:若(,)f x y 在x 型区域D 上连续,其中[]1(),2(),y x y x a b 在上连续,则⎰⎰Dd y x f σ),(=2()(,)1()b y x dx f x y dy a y x ⎰⎰试计算:I=22y Dx e d σ-⎰⎰的值。

解:画出区域图1只能用先对x 后先对积y 分,则I=21200y y dy x e dx -⎰⎰=213013y y e dy -⎰由分部积分法,即可算得:图1I=1163e -例2 试将⎰⎰Dd y x f σ),(化为两种不同次序的累次积分,其中D 是y =x 由,2y x =-和x 轴所围成的区域.图2解 首先画出积分区域D 如图2,并求出边界曲线的交点(1,1),(0,0)及(2,0)。

则⎰⎰Dd y x f σ),( =12(,)(,)D D f x y d f x y d σσ+⎰⎰⎰⎰ =12201(,)(,)x xdx f x y dy dx f x y dy -+⎰⎰⎰⎰如果先积x 后积y,则为 ⎰⎰Dd y x f σ),( =120(,)yydy f x y dx -⎰⎰2 极坐标中的累次积分法当积分区域是圆域或圆域的一部分,或者被积函数的形式为22()f x y +时,采用极坐标变换⎩⎨⎧==θθsin cos r y r xT= 0,02,r θπ≤<+∞≤≤于是二重积分极坐标形式为例1 把(,)Df x y d σ⎰⎰化成极坐标系中的累次积分,其中D 是由圆222x y Ry +=所围成的区域解 在极坐标系中画出区域 D 如图并把 D 的边界曲线 x 2 + y 2 = 2Ry化为极坐标方程, 即为2sin r R θ=作射线 θ = 0 与 θ = π 夹紧域 D .在 [0, π] 中任作射线与域边界交两点 r 1 = 0,r 2 = 2R sin θ , 得例2 在极坐标系中,计算 二重积分22(),Df x y d σ+⎰⎰D 是由222+1x y R =和222+2(12)x y R R R =<所围成的环形区域在第一象限的部分。

解 在极坐标系中画出区域 D ,如下图,并把D 的边界曲线化为极坐标方程, 即为1,2,r R r R ==作两条射线 θ = 0 与 θ =2π夹紧积分域 D . 在0与2π之间 任作一射线与域⎰⎰⎰⎰=DDr r r r f y x f .d d )sin ,cos (d ),(θθθσ=⎰⎰Dy x f σd ),(.d d )sin ,cos (θθθr r r r f D⎰⎰.d )sin ,cos (d 0sin 20r r r r f R ⎰⎰=πθθθθD 的边界交两点 1,2,r R r R ==所以有如果积分域 D 是整个环形,显然有三重积分定义: 如果当各小闭区域的直径中的最大值趋于零时这和的极限总存在,则称此极限为函数f(x y z)在闭区域上的三重积分。

体积元素设三元函数z=f(x,y,z)定义在有界闭区域Ω上,将区域Ω任意分成n 个子域Δvi(i=1,2,3,…,n),并以Δvi 表示第i 个子域的体积.在Δvi 上任取一点(ξi,ηi,ζi),作和lim n →+∞ (n/i=1 Σ(ξi,ηi,ζi)Δvi).如果当各个子域的直径中的最大值λ趋于零时,此和式的极限存在,则称此极限为函数f(x,y,z)在区域Ω上的三重积分,记为∫∫∫f(x,y,z)dv,即∫∫∫f(x,y,z)dv=lim n →+∞ (Σf(ξi,ηi,ζi)Δδi ),其中dv 叫做体积元素。

三重积分的计算方法一般来说利用4种方法可以解答大多数三重积分的问题,并且它们之间有着密切的联系。

而同一题可以有多种解法,有简有繁,这就要因题而议了。

这四种方法分别是:1、坐标面投影法要注意围成闭区间的上下两个区面在一个轴平面的投影应该相同σd )(22⎰⎰+Dy x ⎰⎰=Dr r r θd 2),(8d d 414220321R R r r R R -==⎰⎰ππθ⎰⎰⎰⎰=+DDr r r y x θσd d d )(222⎰⎰=π20321d d R R rr θ2121][2d 243R R R R r r r ⎰==ππ).(21424R R -=π2、坐标轴投影要注意Dz (平行于XY 面的横截面)容易用一个变量Z 表示。

3、使用柱面参数要特别注意Z 的上下限的确定,其上下限主要取决此区域是曲面的那一段(哪一部分曲面)4、球面坐标法。

三重积分的计算是化为三次积分进行的。

其实质是计算一个定积分(一重积分)和一个二重积分。

从顺序看:如果先做定积分⎰21),,(z z dz z y x f ,再做二重积分⎰⎰Dd y x F σ),(,就是“投影法”,也即“先一后二”。

步骤为:找Ω及在面xoy 投影域D 。

多D 上一点(,x y )“穿线”确定z 的积分限,完成了“先一”这一步(定积分);进而按二重积分的计算步骤计算投影域D 上的二重积分,完成“后二”这一步。

σd dz z y x f dv z y x f Dz z ⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ω=21]),,([),,(如果先做二重积分⎰⎰zD d z y x f σ),,(再做定积分⎰21)(c c dz z F ,就是“截面法”,也即“先二后一”。

步骤为:确定Ω位于平面21c z c z ==与之间,即],[21c c z ∈,过z 作平行于xoy 面的平面截Ω,截面z D 。

区域z D 的边界曲面都是z 的函数。

计算区域z D 上的二重积分⎰⎰zD d z y x f σ),,(,完成了“先二”这一步(二重积分);进而计算定积分⎰21)(c c dz z F ,完成“后一”这一步。

dz d z y x f dv z y x f c c D z]),,([),,(21σ⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ω=当被积函数f (z )仅为z 的函数(与,x y 无关),且z D 的面积)(z σ容易求出时,“截面法”尤为方便。

为了简化积分的计算,还有如何选择适当的坐标系计算的问题。

可以按以下几点考虑:将积分区域Ω投影到xoy 面,得投影区域D(平面)(1) D 是X 型或Y 型,可选择直角坐标系计算(当Ω的边界曲面中有较多的平面时,常用直角坐标系计算)(2) D 是圆域(或其部分),且被积函数形如)(),(22xy f y x f +时,可选择柱面坐标系计算(当Ω为圆柱体或圆锥体时,常用柱面坐标计算) (3)Ω是球体或球顶锥体,且被积函数形如)(222z y x f ++时,可选择球面坐标系计算以上是一般常见的三重积分的计算方法。

对Ω向其它坐标面投影或Ω不易作出的情形不赘述。

三重积分的计算方法例题:1:计算三重积分⎰⎰⎰Ω=zdxdydz I ,其中Ω为平面1=++z y x 与三个坐标面0,0,0===z y x 围成的闭区域。

解1“投影法” 1.画出Ω及在xoy 面投影域D. 2. “穿线”y x z --≤≤10X 型 D :x y x -≤≤≤≤101∴Ω:yx z x y x --≤≤-≤≤≤≤10101⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰-----Ω+---=--===1010322110101102]31)1()1[(21)1(21dx y y x y x dy y x dx zdz dydx zdxdydz I x xyx x241]4123[61)1(6110410323=-+-=-=⎰x x x x dx x解2“截面法”1.画出Ω。

2. ]1,0[∈z 过点z 作垂直于z 轴的平面截Ω得z D 。

z D 是两直角边为,x y 的直角三角形,z y z x -=-=1,1⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰====Ω1110][][zz zD D D dz zS dz dxdy z dz zdxdy zdxdydz I⎰⎰⎰=+-=--==10321010241)2(21)1)(1(21)21(dz z z z dz z z z dz xy z2:计算⎰⎰⎰+dv y x 22,其中Ω是222z y x =+和z=1围成的闭区域。

解1“投影法”1.画出Ω及在xoy 面投影域D. 由⎩⎨⎧=+=1222z y x z 消去z ,得122=+y x 即D :122≤+y x2. “穿线”122≤≤+z y x ,X 型 D :⎪⎩⎪⎨⎧-≤≤--≤≤-221111xy x x ∴ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤+-≤≤--≤≤-Ω11111:2222z y x x y x x3.计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰Ω---+-----=+-+=+=+xxyx x x dy y x y x dxdz y x dydxdv y x 11111112222221122222226)1(π解2“截面法”1.画出Ω。

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