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实操指南:如何在极坐标中计算二维积分(第三章 高数相关内容之二)

最编程 2024-02-20 17:52:55
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思考一个问题:

在极坐标下计算二重积分:

高数_第3章重积分_在极坐标下计算二重积分之2_极坐标下计算二重积分

其中D: x² + y²  ≤ 1在第一象限的部分

解:  积分区域D如下所示

高数_第3章重积分_在极坐标下计算二重积分之2_高数_02

高数_第3章重积分_在极坐标下计算二重积分之2_坐标变换_03

 特别注意:  这里对数求定积分时, 用到了 对数函数lnx的不定积分是xlnx -x +C

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再看一个例题

高数_第3章重积分_在极坐标下计算二重积分之2_坐标变换_04

解: 积分区域D如下图3-18, D的边界 x²  + y² = Rx,  可以化为(x  - R/2)²  + y² =  (R/2) ² ,  

它是圆形在(R/2,   0) , 半径为 R/2的圆, 将极坐标变换代入边界方程 x²  + y² = Rx,  则可转化为r=Rcosθ,   r 和 θ的变化范围,  容易得出  π/2 <= θ <= -π/2,      0≤r≤Rcosθ。

高数_第3章重积分_在极坐标下计算二重积分之2_定积分_05

高数_第3章重积分_在极坐标下计算二重积分之2_不定积分_06

结论:  在极坐标下计算,

角度 θ 必须是从坐标原点为顶点, r必须是从坐标原点到 积分区域上的点的距离,

要特别注意, 不是以积分区域D 的的圆心为 顶点, 不是以积分区域的圆的半径作为r