解答题 20.[2005年] 设D={(x,y)∣x2+y2≤√2,x≥0,y≥0),[1+x2+y2]表示不超过1+x2+y2的最大整数,计算二重积分
【正确答案】首先去掉取整符号,写出被积函数的具体分区域的表达式,再将积分区域D分成两部分,最后利用极坐标计算.
去掉取整符号将被积函数分块表示:
xy[1+x2+y2]=
相应地,D也分成两块D=D1∪D2,其中
D1={(x,y)∣x2+y2<1,z≥0,y≥0),D2={(x,y)∣1≤x2+y2≤√2,x≥0,y≥0),
作极坐标变换.因r==(√2)1/2=21/4,有
D1={(r,θ)∣0≤θ≤π/2,0≤r≤1),D2={(r,θ)∣0≤θ≤π/2,0≤r≤21/4),
xy[1+x2+y2]dxdy=xydxdy+2xydxdy
=∫0π/2dθ∫01r2cosθsinθ.rdr+2∫0π/2dθ∫121/4r2cosθsinθ·rdr
=∫0π/2cosθsinθdθ·r401+2∫0π/2cosθsinθdθ·
【答案解析】