《重积分erchongj》PPT课件

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1、§9.5二重积分二重积分的概念二重积分的性质二重积分的计算小结思考与练习山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案在这一节，我们将把一元函数定积分的概念及基本性质推广到二元函数的定积分，即二重积分，为引出二重积分的概念，我们先来讨论两个实际问题。1.曲顶柱体的体积体积公式来计算，但可采用这样的思想方法二重积分的概念山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案（1）分割（2）近似山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案即山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案(3)求和就得到所求的曲顶柱体的体积的近

2、似值，即（4）取极限即山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案2.平面薄板的质量山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案上面两个问题所要求的，都归结为同一形式的和的极限。在其他学科中，由许多物理量和几何量也可归结为这一形式的和的极限。因此我们要一般地研究这种和的极限，并抽象出下述二重积分的定义。定义山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案如果当个小闭区域的直径中的最大值趋于零时，最后附带指出，在二重积分的定义山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品

3、课程——电子教案边界点的一些小闭区域外，其余的小闭区域都是矩形闭区域。任取一小区域也就是说，在直角坐标系下，有山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案二重积分与一元函数定积分有类似的性质。下面所涉及性质1被积函数的常数因子可以提到二重积分号的外面，即性质2函数的和（或差）的二重积分等于各个函数的二重二重积分的性质山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案性质3此性质表示二重积分对于积分区域具有可加性。性质4此性质的几何意义很明显，因为高为1的平顶柱体的体积在数值上就等于柱体的底面积。山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程—

4、—电子教案性质5特殊地，由于又有不等式性质6山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案性质7（二重积分的中值定理）使得下式成立山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案按照二重积分的定义来计算二重积分，对少数特别简单的被积函数和积分区域来说是可行的，但对一般的函数和积分区域来说，这不是一种切实可行的方法。1.在直角坐标系下二重积分的计算二重积分的计算山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案其截面是一个曲边梯形，这个曲边梯形的“曲边”是曲线山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案由于整个曲顶柱体的

5、体积为由此，可得或者写成山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案定理1记作因此，等式7.6也写成山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案定理2设区域D为记作山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案上式表明，这两个不同次序的二次积分相等，因为它们二重积分化为二次积分时，确定积分限是一个关键。而积分限是根据积分区域D的类型来确定的。山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案对于较复杂的积分区域，在化二重积分为二次积分时，为了计算简便，需要

6、选择恰当的二次积分次序。这时，既要考虑积分区域D的形状，又要考虑被积函数下面举例说明如何利用公式(7.6)计算二重积分。例1解山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案（2）定限（3）计算例2山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案解（3）计算山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案2.在极坐标系下二重积分的计算按二重积分的定义有下面将推导出这个和的极限在极坐标系中的形式.曲线相交不多于两点,我们用以极点为中心的一族同心圆:山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案山东水利职业学院数理化教研室《

7、应用数学》精品课程——电子教案于是即山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案由于在直角坐标系中也常记作所以,上式又可写成这就是二重积分的变量从直角坐标变换为极坐标的变换公式（7.8）表明，要把二重积分中的变量从直角坐标变变换为极坐标，只要把被积函数中的山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案接下来的问题，仍然是要将它化成二次积分来计算。为山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子教案二重积分化为二次积分的公式为上式也写成（7.9）山东水利职业学院数理化教研室《应用数学》精品课程——电子