第一个公式是二重积分坐标系转换的通用的公式,其中x=x(u,v)、y=y(u,v)
从几何的角度来理解会简单一些,rdrdθ即极坐标系下的面积微元,rdθ是以dθ为圆心角,r为半径的扇形的弧长,由于dθ很小,可以近似将这一段弧看成直线,此时可以将面积微元看成一个小矩形,rdθ和dr分别是该矩形两条邻边的边长,乘积就是这个小矩形的面积,即面积微元的大小。
第一种理解方法可借助几何意义,在极坐标下画出那个dv然后计算出来就可以了,这在课本上都有,你可以认真看看,立即就可以明白。第二种方法就是变量代换,注意这时不能把dxdydz简单的看成一般的相乘关系,而应看作它们外积的模。你可能一下接受不了,如果你想深入了解的话,建议你找数学分析的书看看,上面有关于这方面的介绍。
rdθ为对应弧长,即微小面积的一边长,dr为另一边长,故rdθdr=dσ
在坐标转换过程中要乘一个雅克比行列式