计算二重积分∫∫(x^2+y^2)dσ D:x^2+y^2≤2y
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发布时间:2022-11-28 06:40
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时间:2023-10-21 20:19
方法1:
积分域是:
x^2+y^2≤2y
x^2+y^2-2y≤0
x^2+(y-1)^2≤1
积分是在上述圆的范围内进行。
令x=pcos(θ),y=psin(θ),此圆的方程可写为:
[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)
显然p=2sin(θ)是此圆的极坐标方程。
对任一个给定的p,可求出此圆上对应的θ:
θ=arcsin(p/2)
利用积分函数的对称性(对y轴对称),θ的积分范围可定为[arcsin(θ),pai/2],p的范围是从0到2。将积分结果乘2,即得最后结果。
此处,pai代表圆周率。
解法2:
令X=x,Y=y-1对积分域进行坐标平移,得:
X^2+Y^2≤1
将积分式中的x,y也用X,Y代换,得:
∫∫(X^2+(Y+1)^2)dσ
再令X=pcos(θ),Y=psin(θ),代入上面的积分后,p的积分范围是:[0,1],θ的积分范围是:[0,2pai]