解答题 17.将三重积分的累次积分
【正确答案】【分析与求解一】将J表成,确定积分区域Ω,然后选择适当的积分顺序,将它化为定积分.将J看成是三重积分的先一后二的累次积分,于是其中因此,Ω是由半球面与半平面z=l所围成.两面的交线是Ω在xy平面上的投影区域是x2+y2≤1,z=0,即Dxy.现改为先二后一(z)的积分顺序,Ω的不等式表示为,截面区域D(z):x2+y2≤2一z2,面积S(z)=π(2一z2).因此
【分析与求解二】将J看成是三重积分的先二后一的累次积分,确定二重积分的积分区域,然后逐次对二重积分交换积分次序,化为定积分.其中这里x视为常量,在yz平面上如图所示.在Dxy上改为先y后z的积分顺序于是其中现在DxY上改为先X后z的积分次序:于是其中
【分析与求解三】将J表成三重积分/之后,问题变成如何计算这个三重积分(化为定积分),Ω如前所述.除r先二后一的积分顺序外,因Ω为旋转体,也可选择柱坐标变换(x=rcosθ,y=rsinθ,z=z),并选择先r,θ后z的积分顺序化为定积分.Ω的柱坐标表示:于是
【答案解析】