1. 曲顶柱体的体积:

规则柱体的体积公式: 第十章 重积分  .

想象在曲顶柱体的底面上任取一小块区域,记作:第十章 重积分(这一小块的面积也用第十章 重积分来表示),设曲顶柱体的顶面有函数 第十章 重积分  ,取小闭区域上任一点作为小柱体的高,则小柱体的体积近视表示为 第十章 重积分  ,取积分就得到柱体的体积

2.平面薄片的质量:

质量元素为: 第十章 重积分

3.二重积分的定义:

第十章 重积分

1. 函数第十章 重积分 是定义在有界闭区域上D上的 

2.函数 第十章 重积分 是有界函数 。 

3.对积分区域的划分是用直线网来划分的 。 

4.结论:有界闭区域D上的连续函数  第十章 重积分 的二重积分必定存在,即是定义中的极限必定存在。 

5.曲顶柱体的体积:

第十章 重积分   

平面包边的质量:

第十章 重积分    ,其中u(x,y) 是薄片的面密度 ,所谓薄片就是单位厚度,理解为各种“1” ,例如:1CM,1M根据实际选取的量纲不同而不同 。 

6.二重积分的几何意义:曲顶柱体的体积,第十章 重积分 是曲顶柱体的   在点 第十章 重积分 处的竖坐标。

            6.1   如果 第十章 重积分 ,那么第十章 重积分;

            6.2   如果 第十章 重积分 ,那么第十章 重积分;

            6.3   如果 (f 有正有负)

                               第十章 重积分

             6.4当二重积分的最大值 

                       第十章 重积分

 

4.二重积分的性质:

 4.1 函数可加(积分区域相同函数可以相加减)

 4.2 积分区域可加,(函数相同,不同的积分区域可以相加减,这个可以结合初等数学中的所谓“割补法”

 4.3 二重积分可以计算闭区域的面积 

                         第十章 重积分

====不等性质:

4.4 若 

                           第十章 重积分  .

                                   事实上 第十章 重积分

绝对值不等式:

                          第十章 重积分

4.5  估值不等式 

                        第十章 重积分

4.6  中值定理:

                        第十章 重积分

============二重积分的计算

第十章 重积分5.直角坐标中二重积分的计算(最基本的方法)

5.1  后积先定限,限内画条线,从负向着正,先交为下限,后交为上限。 

                      第十章 重积分

TIP:根据积分区域的类型,选择合适的积分次序:

(1)转化成定积分容易计算;

(2)积分区间容易表达,计算量低。 

(3)利用积分区间的对称性,配合积分的集合意义;和被积函数的奇偶性事先化简积分。 

==============

待补充

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5.2 利用极坐标计算:

极坐标于直角坐标的关系:

                                       第十章 重积分

极坐标下的面积元素: 

                        第十章 重积分

利用极坐标做代换之后,二重积分的计算仍然按照直角坐标的计算方式进行;重点在于极坐标下积分区域的表示

5.3 二重积分的换元法:

                   第十章 重积分

(1)换元法是坐标面的变换,极坐标变化,可以看作是换元法的特殊情形 ; 

(2)主要是各种整体代换。 

(3)要求第十章 重积分 具有一阶连续偏导数 ,保证代换后仍然可积 ;雅克比行列式不为零;映射是一对一的 ; 

6.三重积分:

6.1         三重积分是二重积分的推广,实际意义是空间几何体的质量。

6.2         定义:

         第十章 重积分

6.3        三重积分的计算:

         第十章 重积分

          (1)投影法:先1后2;  后积先定限,限内画条线;

          (2)截痕法:先2后1;  后积先定限,限内画个面

6.4  柱面坐标计算三重积分:

柱面坐标:

第十章 重积分

r为常数,表示以z为轴的柱面;第十章 重积分 为常数表示过z轴的半平面;z为常数表示平行于 第十章 重积分 面的平面

柱面坐标下的的体积元素:

第十章 重积分

柱面坐标下的三重积分:

第十章 重积分(投影在xoy面的情形,类似可以讨论投影到其他坐标面的情形)

第十章 重积分

 

球面坐标计算三重积分:

第十章 重积分   

纬线的微分是先计算近似点处的平面半径,然后根据弧长公式取得角度增量第十章 重积分  , 

因此, 第十章 重积分

第十章 重积分

 

7.重积分的应用:

曲面的面积:

空间平面在坐标面上上投影区域的面积 

第十章 重积分  

第十章 重积分   

于是空间曲面的面积为:

第十章 重积分

注意:空间曲面的法向量公式。

 

 

质心:

质点的静矩:md  ,利用元素法求得总的静矩于物体的质量做比值就得到质心坐标。

密度均匀薄片的质心公式 :

第十章 重积分  由于这时候的质心,只与薄片的集合形状相关 ,所以也叫做  形心 

 

转动惯量:

质点的转动惯量:第十章 重积分

平面薄片的转动惯量:

第十章 重积分

 

 

万有引力:

量个质点的万有引力公式: 

第十章 重积分

利用元素法,可以表示出近似质点的引力,然后再分解到各个坐标方向上在积分,就得到各个方向上的分力 ; 

记住:空间向量的方向余弦的计算

 

 

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