關於二重積分三重積分的聯絡,定積分與二重積分,三重積分的區別與聯絡是什麼,急,線上等

2021-05-15 07:48:48 字數 5095 閱讀 4570

1樓:分公司前

二重積分:有兩個自變數z = f(x,y)

當被積函式為1時,就是面積(自由度較大)

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = a(平面面積)

當被積函式不為1時,就是圖形的體積(規則)、和旋轉體體積

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = v(旋轉體體積)

計算方法有直角座標法、極座標法、雅可比換元法等

極座標變換:{ x = rcosθ

{ y = rsinθ

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(h→k) f(rcosθ,rsinθ) r drdθ

三重積分:有三個自變數u = f(x,y,z)

被積函式為1時,就是體積、旋轉體體積(自由度最大)

∫(a→b) ∫(c→d) ∫(e→f) dxdydz = v(旋轉體體積)

當被積函式不為1時,就沒有幾何意義了,有物理意義等

計算方法有直角座標法、柱座標切片法、柱座標投影法、球面座標法、雅可比換元法等

極座標變化(柱座標):{ x = rcosθ

{ y = rsinθ

{ z = z

{ h ≤ r ≤ k

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(h→k) ∫(z₁→z₂) f(rcosθ,rsinθ,z) r dzdrdθ

極座標變化(球座標):{ x = rsinφcosθ

{ y = rsinφsinθ

{ z = rcosφ

{ h ≤ r ≤ k

{ a ≤ φ ≤ b、最大範圍:0 ≤ φ ≤ π

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(a→b) ∫(h→k) f(rsinφcosθ,rsinφsinθ,rcosφ) r²sin²φ drdφdθ

所以越上一級,能求得的空間範圍也越自由,越廣泛,但也越複雜,越棘手,而

且限制比上面兩個都少,對空間想象力提高了.

重積分能化為幾次定積分,每個定積分能控制不同的伸展方向.

又比如說,在a ≤ x ≤ b裡由f(x)和g(x)圍成的面積,其中f(x) > g(x)

用定積分求的面積公式是∫(a→b) [f(x) - g(x)] dx

但是升級的二重積分,面積公式就是∫(a→b) dx ∫(g(x)→f(x)) dx、被積函式變為1了

用不同積分層次計算由z = x² + y²、z = a²圍成的體積?

一重積分(定積分):向zox面投影,得z = x²、令z = a² --> x = ± a、採用圓殼法

v = 2πrh = 2π∫(0→a) xz dx = 2π∫(0→a) x³ dx = 2π • (1/4)[ x⁴ ] |(0→a) = πa⁴/2

二重積分:高為a、將z = x² + y²向xoy面投影得x² + y² = a²

所以就是求∫∫(d) (x² + y²) dxdy、其中d是x² + y² = a²

v = ∫∫(d) (x² + y²) dxdy = ∫(0→2π) dθ ∫(0→a) r³ dr、這步你會發覺步驟跟一重定積分一樣的

= 2π • (1/4)[ r⁴ ] |(0→a) = πa⁴/2

三重積分:旋轉體體積,被積函式是1,直接求可以了

柱座標切片法:dz:x² + y² = z

v = ∫∫∫(ω) dxdydz

= ∫(0→a²) dz ∫∫dz dxdy

= ∫(0→a²) πz dz

= π • [ z²/2 ] |(0→a²)

= πa⁴/2

柱座標投影法:dxy:x² + y² = a²

v = ∫∫∫(ω) dxdydz

= ∫(0→2π) dθ ∫(0→a) r dr ∫(r²→a²) dz

= 2π • ∫(0→a) r • (a² - r²) dr

= 2π • [ a²r²/2 - (1/4)r⁴ ] |(0→a)

= 2π • [ a⁴/2 - (1/4)a⁴ ]

= πa⁴/2

三重積分求體積時能用的方法較多,就是所說的高自由度.

既然都說了這麼多,再說一點吧:

如果再學下去的話,你會發現求(平面)面積、體積 比 求(曲面)面積的公式容易

學完求體積的公式,就會有求曲面的公式

就是「曲線積分」和「曲面積分」,又分「第一類」和「第二類」

當被積函式為1時,第一類曲線積分就是求弧線的長度,對比定積分只能求直線長度

∫(c) ds = l(曲線長度)

被積函式不為1時,就是求以弧線為底線的曲面的面積

∫(c) f(x,y) ds = a(曲面面積)

當被積函式為1時,第一類曲面積分就是求曲面的面積,對比二重積分只能求平面面積

∫∫(σ) ds = a(曲面面積)、自由度比第一類曲線積分大

∫∫(σ) f(x,y,z) ds,物理應用、例如曲面的質量、重心、轉動慣量、流速場流過曲面的流量等

而第二類曲線積分/第二類曲面積分以物理應用為主要,而且是有"方向性"的,涉及向量範圍了.

定積分與二重積分,三重積分的區別與聯絡是什麼,急,**等 20

2樓:阿樓愛吃肉

定積分與二重積分、三重積分有3點不同

:一、三者的概述不同:

1、定積分的概述:定積分是積分的一種,是函式f(x)在區間[a,b]上積分和的極限。

2、二重積分的概述:二重積分是二元函式在空間上的積分,同定積分類似,是某種特定形式的和的極限。本質是求曲頂柱體體積。

重積分有著廣泛的應用,可以用來計算曲面的面積,平面薄片重心等。

3、三重積分的概述:設三元函式f(x,y,z)在區域ω上具有一階連續偏導數,將ω任意分割為n個小區域,每個小區域的直徑記為rᵢ(i=1,2,...,n)。

體積記為δδᵢ,||t||=max,在每個小區域內取點f(ξᵢ,ηᵢ,ζᵢ),作和式σf(ξᵢ,ηᵢ,ζᵢ)δδᵢ,若該和式當||t||→0時的極限存在且唯一(即與ω的分割和點的選取無關);

則稱該極限為函式f(x,y,z)在區域ω上的三重積分,記為∫∫∫f(x,y,z)dv,其中dv=dxdydz。

二、三者的幾何意義不同:

1、定積分的幾何意義:表示平面圖形的面積。

2、二重積分的幾何意義:表示曲頂柱體體積。

3、三重積分的幾何意義:表示立體的質量。

三、三者的注意事項不同:

1、定積分的注意事項:一個函式,可以存在不定積分,而不存在定積分;也可以存在定積分,而不存在不定積分。一個連續函式,一定存在定積分和不定積分;若只有有限個間斷點,則定積分存在;若有跳躍間斷點,則原函式一定不存在,即不定積分一定不存在。

2、二重積分的注意事項:平面區域的二重積分可以推廣為在高維空間中的(有向)曲面上進行積分,稱為曲面積分。

3、三重積分的注意事項:當積分函式為1時,就是其密度分佈均勻且為1,質量就等於其體積值。當積分函式不為1時,說明密度分佈不均勻。

定積分與二重積分、三重積分均是高等數學中重要內容,其中,定積分是學習二重積分、三重積分的基礎。

3樓:高數線代程式設計狂

問題很抽象。

從變數維度區分:

一般的定積分指的一元函式積分;二重積分是二元函式的積分,三重積分是三元函式的積分。

從幾何意義來說:

一般定積分是求面積;二重積分求曲頂柱體體積,三重積分求空間封閉區域體積

4樓:她鄉的**

從應用上來說,定積分用來算曲邊梯形面積;二重積分可以算空間旋轉體的面積於體積,我覺得二重積分其實是針對旋轉體的,因為空間體是三維的,需要xyz三個座標表示,但是旋轉體的特性便是根據xy平面上的旋轉面的資料就可以推算旋轉體的體積於面積,所以就有了二重積分。比如由直角三角形繞直角邊旋轉一週得到圓錐體的體積面積計算;三重積分就是來算二重積分無法計算的非旋轉體的體積。比如三菱錐。

二重積分與三重積分的區別與聯絡

5樓:遠巨集

定積分與二重積積分與三重積分有三個區別:

一、主要觀點:

1、定積分概述:定積分作為積分,是函式f (x)在區間[a,b]內的積分和的極限。

2、二重積分概述:二重積分是空間中二元函式的積分,類似於定積分,以及特定形式和的極限。其實質是求出頂部彎曲圓柱體的體積。多積分被廣泛應用於計算平面切片的表面積和重心。

3、三重積分的概述:三元函式f (x, y,z)區域ω一階連續偏導數,ω任意分成n個小區域,每個小區域的直徑為rᵢ記得(i = 1,2,……,n)。

卷記錄δδᵢ| | t | | = maxᵢ,在每個小f區(因子ᵢ,ηᵢ,ζᵢ),作為一個永久σf(因子ᵢ,ηᵢ,ζᵢ)δδᵢ,如果型別當| | t | | - > 0極限存在和唯一的(即無關的選擇分割點ω);

被稱為極限函式f (x,y,z)地區ω三重積分,記得∫∫∫f (x,y, z) dv, dv = dxdydz其中。

二、幾何意義:

1、 定積分的幾何意義:表示平面圖形的面積。

2、 二重積分的幾何意義:表示曲面頂柱體的體積。

3、三積分的幾何意義:表示立體的質量。

三、預防措施不同:

1、 定積分注意事項:對於一個函式,可以有不定積分,但沒有定積分:可以有定積分,但不能有不定積分。

對於連續函式,必須存在定積分和不定積分:如果只有有限個不連續點,定積分就存在。如果有跳轉斷點,那麼函式一定不存在,即不定積分一定不存在。

2、二重積分注意事項:平面區域的二重積分可以推廣到高維空間(有向)表面上的積分,稱為表面積分。

3、三次積分注意:積分函式為1時,密度均勻分佈,為1,質量等於其體積值。當積分函式不為1時,密度分佈不均勻。

定積分、二重積分和三重積分是高等數學中的重要內容,其中,定積分是學習二重積分和三重積分的基礎。

6樓:顧小蝦水瓶

1、幾何意義不同

二重積分表示曲頂柱體體積。三重積分表示立體的質量。

2、注意事項不同

二重積分的注意事項:平面區域的二重積分可以推廣為在高維空間中的(有向)曲面上進行積分,稱為曲面積分。三重積分的注意事項:

當積分函式為1時,就是其密度分佈均勻且為1,質量就等於其體積值。當積分函式不為1時,說明密度分佈不均勻。

3、性質不同

二重積分是二維的,相當於平面。三重積分是三維的,立體的。

關於二重積分和定積分的問題,定積分與二重積分

第一個積分變成第二個積分其實類似於定積分中的變數代換。比如,在第一個積分中令x u,y v 積分就變成 再令u y,v x 不就變成第二個積分了嗎。另外,你的第二個問題 定積分與二重積分 其實用二重積分求平面內任意圖形的面積是一個通用的方法!利用定積分求平面面積其實就是由二重積分推導來的!說得更具體...

計算二重積分,二重積分怎麼計算?

把積分割槽域分為三個x型區域,剩下的就是簡單的定積分的計算了,你把公式代進去算就行了,望採納。根據對稱性可知,積分項中的3x 與2x積分結果為零,所以積分項可以簡化為 x y 2y x y 1 1 再結合右圖分割槽域積分。二重積分怎麼計算?化為二次積分。x y dxdy 0 1 dx 1 2 x y...

說一下曲面積分,二重積分,三重積分,曲線積分分別有什麼意義

曲線積bai分 求面積 二重積du分求 體積 三重積分 zhi可用dao來 求質量 曲面積專分分兩類屬 第一類曲面積分 對面積的曲面積分 幾何含義,知道某曲面每點的面密度,求質量.具體例子 蛋殼的質量.第二類曲面積分 對座標的曲面積分 幾何含義,知道某曲面每點的流速,求單位時間內的流量.具體例子 蛋...