三重积分交换积分次序

高等数学§9.3.1-2三重积分的计算

例．计算三重积分 z2dxdydz，其中是由球面
x2 y2 z2 R2所围成的空间闭区域。
解： {(x, y, z) x2 y2 R2 z2, c z c}，
z2dxdydz R Rz2dzdxdy,
D (z)
故
z 2 dxdydz
RR
z
2
(R2
z2
)dz
4 15
R3
。
课堂练习题：
2．设f(x,y,z)在有界闭区上域连续，且关于原点对称。若f(x,y,z) 关于变量x，y，z为奇函数，即
f (x,y,z)f (x,y,z)，则f(x,y,z)dxdydz0 ；
若f(x,y,z) 关于变量x，y，z为偶函数，即 f(x,y,z)f(x,y,z) ，则三重积分等于其一半对称
（ 1 ）求 y z d， x d 由 z yR d 2 z x 2 y2，
x 2 y2 R及 z y 0所围成。
z
R
o
Ry
x
解：在 x面 o 上的投 y 影区域为 D x ： y x 2 y 2 R ，
R2x2y2
yzdxdydydz x0dy
zdz
Dxy
1 2
y(R2x2y2)dxdy
当函 f(x,y 数 ,z)在上连 ,则续得时
f(x,y,z)d v [z2(x,y)f(x,y,z)d]d z
D xyz1(x,y)
（先一后二法）。
若 D x 可用 y 不等式 y 1 ( x ) y y 2 ( x ) ， a x b 表示，则
f(x ， y ， z )d v b dy x 2 (x )dz 2 y (x ,y )f(x ， y ， z )dz

重积分的计算方法

重积分的计算方法重积分包括二重积分和三重积分，它是定积分的推广；被积函数由一元函数f（x）推广为二元函数f（x,y），三元函数（fx,y,z）;积分围由数轴上的区域推广为平面域（二重积分）和空间域（三重积分）。

我个人在学习与复习多重积分这一块时，感到多重积分的计算比较繁琐，而在日常生活中多重积分有着很多的应用。

通过在图书馆查阅资料、以及老师的指点，重积分的计算方法还是有规律可循的。

为了更好的应用重积分，本人结合前人的经验，在这里介绍几种常用的重积分计算方法，以及一些小技巧。

着重介绍累次积分的计算与变量代换。

一．二重积分的计算1．常用方法（1）化累次积分计算法对于常用方法我们先看两个例子对于重积分的计算主要采用累次积分法，即把一个二重积分表达为一个二次积分，通过两次定积分的计算求得二重积分值，分析上面的例子累次积分法其主要步骤如下：第一步：画出积分区域D的草图；第二步：按区域D和被积函数的情况选择适当的积分次序，并确定积分的上、下限；第三步：计算累次积分。

需要强调一点的是，累次积分要选择适当的积分次序。

积分次序的不同将影响计算的繁简，有些题这两种次序的难易程度可以相差很大，甚至对一种次序可以“积出来”，而对另一种次序却“积不出来”。

所以，适当选择积分次序是个很重要的工作。

选择积分次序的原则是：尽可能将区域少分块，以简化计算过程；第一次积分的上、下限表达式要简单，并且容易根据第一次积分的结果作第二次积分。

（2）变量替换法着重看下面的例子：在计算定积分时，求积的困难在于被积函数的原函数不易求得。

从而适当地在计算重积分时，求积的困难来自两个方面，除了被积函数的原因以外还在而且，有时候其积分区域往往成为困难的主要方面。

利用换元法的好处是可以把被积函数的形状进行转化，以便于用基本求积公式。

于积分区域的多样性。

为此，针对不同的区域要讨论重积分的各种不同算法。

（3）极坐标变换公式（主要是∫∫f(x,y)dxdy=∫∫f(pcosθ,psinθ)pdpdθ）下面看一个例子：计算二重积分时，要从被积函数和积分域两个方面来考虑如何适当地选择坐标系，如能采用适当的坐标系，往往可以收到事半功倍的效果。

三重积分交换积分次序的方法

三重积分交换积分次序的方法三重积分是三维空间中的积分，常用于计算体积、质量等物理量。

当函数的积分域比较复杂时，交换积分次序可以使计算更加方便。

下面将介绍三重积分交换积分次序的方法。

三重积分的一般形式为：\[ \iiint_V f(x, y, z) dV \]其中，\( V \) 是积分域，积分元 \( dV \) 可以表示为 \( dxdydz \) 或者其他形式。

我们可以根据具体的问题选择合适的坐标系和积分次序。

一般来说，交换三重积分次序需要满足以下两个条件：1.积分域可以通过三个坐标轴上的变化范围来表示。

也就是说，积分域在不同的坐标系下应该具有相同的表达式。

2.被积函数\(f(x,y,z)\)是在交换积分次序后能够保证可积的函数。

接下来，我们将分别介绍三重积分交换积分次序的方法。

**方法一：直角坐标系与柱坐标系的转换**如果积分域在直角坐标系下的表达式较为复杂，我们可以考虑将其转换为柱坐标系，利用柱坐标系的对称性来简化计算。

柱坐标系的变换关系如下：\[ x = \rho \cos \phi \sin \theta \]\[ y = \rho \sin \phi \sin \theta \]\[ z = \rho \cos \theta \]其中，\( \rho \) 是径向距离，\( \phi \) 是轴向夹角，\( \theta \) 是平面夹角。

对于被积函数难以直接表示的情况，可以利用这种坐标系转换来简化积分。

**方法二：直角坐标系与球坐标系的转换**类似于柱坐标系的转换方式，如果在直角坐标系下的积分域较为复杂，可以考虑将其转换为球坐标系。

球坐标系的变换关系如下：\[ x = r \sin \theta \cos \phi \]\[ y = r \sin \theta \sin \phi \]\[ z = r \cos \theta \]其中，\( r \) 是距离原点的距离，\( \theta \) 是与 \( z \) 轴的夹角，\( \phi \) 是与 \( xy \) 平面的夹角。

三重积分交换积分次序

现代经济信息464三重积分交换积分次序李　想上海理工大学理学院摘要：二重积分常常由于被积函数或积分区域的特点，在计算时，需要交换积分次序。

对于三重积分，由于多一个积分变量，因此交换积分次序问题往往要比二重积分复杂，在积分方法上也涉及到投影法和截面法之间的转换。

本文从一道三重积分例题出发，研究直角坐标下三重积分交换积分次序的问题。

关键词：三重积分；积分次序；投影法；截面法中图分类号：O172 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2017)030-0464-01重积分，尤其是三重积分，一直是高等数学的教学重点和难点。

多数本科生在学习的过程中遇到的问题主要集中在如何将三重积分转化为累次积分，以及累次积分中积分限如何确定。

二重积分计算中，常常由于被积函数或积分区域自身的特点，需要交换积分次序。

二重积分仅存在两个变量x,y，所以积分次序不外乎两种先x 后y，或者先y 后x。

对于三重积分来说，由于积分变量多了一个z，那么相应的积分次序问题就会复杂的多。

按照概率的思想，三重积分的积分次序一共有种，如何实现这六种积分次序的转化，以及积分限的确定是本文的主要研究内容。

本文主要从一道例题出发，研究三重积分交换积分次序的问题。

例. 设函数f 连续，将三重积分(1)写成累次积分，并交换积分次序，其中是由锥面z 2=x 2+y 2以及平面，三个坐标，在第一卦限内所围的区域。

分析：众所周知，直角坐标下计算三重积分，主要有两种方法：投影法和截面法，即“先一后二法”和“先二后一法”。

投影法和截面法都可以将三重积分转化为累次积分，为讨论交换积分次序问题，我们分别给出本题在这两种方法下的解答。

解：(投影法，积分区域见图1) 积分区域可写成,其中.(2)图1(截面法，积分区域见图2)积分区域可写成,(3)图2下面，我们讨论交换积分次序问题。

由于三重积分的积分次序是从前往后积，所以式(2)中的积分次序是z →y →x。

先考虑简单的交换积分次序问题,即考虑z →x →y,则(2)式可改写为(4)注意到，这种交换x 和y 次序的方法，本质上就是根据图1(2)中积分区域的特点,交换二重积分中的积分次序问题。

三重积分交换积分次序的方法

三重积分交换积分次序的方法
“三重积分交换积分次序”是一种数值计算方法，它可以将较复杂的数值积分问题简化为三个独立的积分，减少计算量和操作步骤。

该方法将原积分公式分割为三个积分，其中第一积分满足轴对称形成的积分，第二积分将其划分为等可视性的二次方程，最后第三个积分提出任意的变量对导数的二次方程。

三重积分交换积分次序有三类基础交换技术可供选择，分别是基本格式、定义格式和数学格式。

基本格式由原始和正交公式组成，正交格式由正交公式组成，数学格式则利用数学变换方式来交换积分次序。

除此之外，三重积分交换积分次序还可以帮助减少积分计算时间。

因为它分割了原始积分为针对性的小积分，因此可以更加高效地计算结果。

此外，其数值计算的结果在一定程度上也能够避免计算误差的影响。

总而言之，三重积分交换积分次序是一种重要且普遍用于数值计算的算法，它可以有效地减少计算量，同时还具有较高的计算准确性和稳定性。

重积分的计算方法

重积分的计算方法重积分包括二重积分和三重积分，它是定积分的推广；被积函数由一元函数f（x）推广为二元函数f（x,y），三元函数（fx,y,z）;积分围由数轴上的区域推广为平面域（二重积分）和空间域（三重积分）。

我个人在学习与复习多重积分这一块时，感到多重积分的计算比较繁琐，而在日常生活中多重积分有着很多的应用。

通过在图书馆查阅资料、以及老师的指点，重积分的计算方法还是有规律可循的。

为了更好的应用重积分，本人结合前人的经验，在这里介绍几种常用的重积分计算方法，以及一些小技巧。

着重介绍累次积分的计算与变量代换。

一．二重积分的计算1．常用方法（1）化累次积分计算法对于常用方法我们先看两个例子对于重积分的计算主要采用累次积分法，即把一个二重积分表达为一个二次积分，通过两次定积分的计算求得二重积分值，分析上面的例子累次积分法其主要步骤如下：第一步：画出积分区域D的草图；第二步：按区域D和被积函数的情况选择适当的积分次序，并确定积分的上、下限；第三步：计算累次积分。

需要强调一点的是，累次积分要选择适当的积分次序。

积分次序的不同将影响计算的繁简，有些题这两种次序的难易程度可以相差很大，甚至对一种次序可以“积出来”，而对另一种次序却“积不出来”。

所以，适当选择积分次序是个很重要的工作。

选择积分次序的原则是：尽可能将区域少分块，以简化计算过程；第一次积分的上、下限表达式要简单，并且容易根据第一次积分的结果作第二次积分。

（2）变量替换法着重看下面的例子：在计算定积分时，求积的困难在于被积函数的原函数不易求得。

从而适当地在计算重积分时，求积的困难来自两个方面，除了被积函数的原因以外还在而且，有时候其积分区域往往成为困难的主要方面。

利用换元法的好处是可以把被积函数的形状进行转化，以便于用基本求积公式。

于积分区域的多样性。

为此，针对不同的区域要讨论重积分的各种不同算法。

（3）极坐标变换公式（主要是∫∫f(x,y)dxdy=∫∫f(pcosθ,psinθ)pdpdθ）下面看一个例子：计算二重积分时，要从被积函数和积分域两个方面来考虑如何适当地选择坐标系，如能采用适当的坐标系，往往可以收到事半功倍的效果。

微积分习题课参考答案(三重积分概念、性质、计算,重积分应用)_883402960

3
2 2
Ω
2 2
2 2
2
2
I = ∫∫∫ f ( x, y, z )dV =
Ω
x2 + y 2 1
∫∫
≤
dx ∫ 2
2 − x2 + y 2
x + y2
f ( x, y, z )dz
= ∫ dx ∫
−1
1
1− x 2
− 1− x
dy ∫ 2 2
2 − x2 + y 2
x + y2
f ( x, y, z )dz
Ω1 Ω2
， w( x, − y, z) = w( x, y, z) ，
2 2
．（化三重积分为累次积分）设函数 f ( x, y, z) 连续， Ω 由曲面 z = x + y 和曲面 z = 2 − x + y 围成，将三重积分 I = ∫∫∫ f ( x, y, z )dV 分别在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下化为累次积分． x + y ≤ z ≤ 2 − x + y , 解：在直角坐标系中，积分域 Ω 可以表示为 Ω : 所以 x + y ≤1,
4
2π
2z
0
( r 2 + z ) ⋅ rd r 256π 3
= 4π ∫ z 2 dz =
．
9
．（交换积分次序）设 D = {( x, y) 1≤ x
u
0 2
+ y2
sin( z x + y ) 1 ≤ 4} ，求极限 I = lim 2π ∫ dz ∫∫ x + y dxdy ．
u
2 2
u →+∞
Ω Ω

三重累次积分交换次序方法

三重累次积分交换次序方法
三重累次积分交换次序是一种数学方法，用于改变多重积分的积分次序。

在特定情况下，通过交换积分的次序可以简化计算过程。

下面是一种常见的三重积分交换次序方法：
假设我们有一个三重积分，形式为：
∫∫∫f(x, y, z) dx dy dz，
其中积分区域为一个有限的区域D.
我们可以根据需要选择适当的积分次序来简化计算。

一种常见的方式是按照以下步骤进行：
1. 选择一个合适的积分次序。

这通常需要根据函数f(x, y, z) 的性质和积分区域D 来决定。

例如，如果f(x, y, z) 的形式在不同变量下易于计算，可以选择最先积分易于处理的变量。

2. 针对第一个变量进行积分。

将积分区域D 沿着该变量的范围进行分割，并进行积分。

这将产生一个新的函数g(y, z)，表示在该变量上已经积分过的部分。

3. 针对第二个变量进行积分。

将g(y, z) 具体化为一个函数（可能是积分），然后将积分区域D 在该变量上分割，并进行积分。

这将产生一个新的函数h(z)，表示在前两个变量上已经积分过的部分。

4. 最后，积分最后一个变量。

将h(z) 具体化为一个函数（可能是积分），并对其进行计算。

通过这种方法，我们能够将原始的三重积分转化为一系列较简单的一重或二重积分，使得计算更加简化和可行。

需要注意的是，在进行积分次序交换之前，应该仔细考虑函数的性质和积分区域的特点。

有时候，积分次序的交换并不总是可行或方便的。