问答题 求下列二重积分: (Ⅰ)I= ,其中D为正方形域:0≤x≤1,0≤y≤1; (Ⅱ)I= |3x+4y|dxdy,其中D:x 2 +y 2 ≤1; (Ⅲ)I= ydxdy,其中D由直线z=一2,y=0,y=2及曲线x=一
【正确答案】正确答案:考察积分区域与被积函数的特点,选择适当方法求解. (Ⅰ)尽管D的边界不是圆弧,但由被积函数的特点知选用极坐标比较方便. D的边界线x=1及y=1的极坐标方程分别为 (Ⅱ)在积分区域D上被积函数分块表示,若用分块积分法较复杂.因D是圆域,可用极坐标变换,转化为考虑定积分的被积函数是分段表示的情形.这时可利用周期函数的积分性质. 作极坐标变换x=reosθ,y=rsinθ,则D:0≤θ≤2π,0≤r≤1.从而 I=∫ 0 3cosθ+4sinθ|dθ∫ 0 1 r.rdr = 0 |sin(θ+θ 0 )|dθ, 其中sinθ 0 = .由周期函数的积分性质,令t=θ+θ 0 就有 (Ⅲ)D的图形如图9.53所示.若把D看成正方形区域挖去半圆D 1 ,则计算D 1 上的积分自然选用极坐标变换.若只考虑区域D,则自然考虑先x后y的积分顺序化为累次积分.若注意D关于直线y=1对称,选择平移变换则最为方便. 作平移变换u=x,v=y—1,注意曲线x=一 即x 2 +(y一1) 2 =1,x≤0,则D变成D'.D'由u=一2,v=一1,v=1,u 2 +v 2 =1(u≤0)围成,则
【答案解析】