计算一题二重积分(被积函数带绝对值)

2024-11-25 13:07:56
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回答1:

D为由圆x^2+y^2=a^2所围成的区域,即x^2+y^2<=a^2
x=r*cosθ,y=r*sinθ r的范围为[0,a],θ的范围为[0,2*pi]
这时有:dxdy=rdrdθ,所以
∫∫|xy|dxdy
=∫∫|r*cosθ*r*sinθ|rdrdθ
=∫∫[|sin2θ|/2]*r^3drdθ
=∫r^3dr∫[|sin2θ|/2]dθ
=1/4*[∫r^3dr∫|sin2θ|d2θ]
=1/4*[∫r^3dr∫|sin2θ|d2θ] (积分范围不好打)
接下来就是确定|sin2θ|的符号了,把它分成四个部分分别积分,[0,pi/2]和[pi,3*pi/2]
|sin2θ|=sin2θ,,[pi/2,pi]和[3*pi/2,2*pi],|sin2θ|=-sin2θ
剩下的就是计算了。

分多少个区间,是根据|sin2θ|的取值正负情况和定义域来确定的,因为带有绝对值的函数不好积分,所以我们必须去掉绝对值,取绝对值又要考虑它的正负,看|sin2θ|,定义域是[0,2*pi]
我们必须把它在[0,2*pi] 上的正负情况都考虑到,因为他是个典型的sin函数,所以要分成那几个区间了……

如果还有不懂的,在告诉我吧。

这个没有公式!看具体情况。
好,我先讨论下|sinθ|,假设θ的范围为[0,2*pi],那么根据sin函数性质,在[0,pi]上,|sinθ|就等于sinθ(因为此时sinθ大于0),在[pi,2*pi]上,|sinθ|就等于-sinθ。|sinθ|的积分求不出来,但是sinθ和-sinθ的积分好求啊。
对于直角坐标化成极坐标:
x=r*cosθ,y=r*sinθ r的范围[0,a]和θ的范围为[0,2*pi]这是固定的,就相当于定义域一样,你必须把[0,2*pi]范围中|sin2θ|的正负情况讨论完,结合sin函数的性质,所以这题注定要分4个部分积分。