学分析

同步精读工作台

讲义 · 追问 · 练习 · 批改

21草稿

重积分

3 个知识点

当前知识点

二重积分的极坐标变换与变量变换

本节你将掌握

  • 掌握极坐标下二重积分的计算(dA=rdrdθ\mathrm{d}A=r\,\mathrm{d}r\,\mathrm{d}\theta
  • 理解一般变量变换公式(Jacobi 行列式)
  • 能判断何时使用极坐标或其他特殊坐标
**极坐标变换**:x=rcosθ,y=rsinθx=r\cos\theta,y=r\sin\theta,Jacobi 行列式 J=rJ=r,故
Df(x,y)dA=Df(rcosθ,rsinθ)rdrdθ.\iint_D f(x,y)\,\mathrm{d}A=\iint_{D'} f(r\cos\theta,r\sin\theta)\cdot r\,\mathrm{d}r\,\mathrm{d}\theta.

(不要忘记额外的
rr!)
**极坐标适用场景**:被积函数含
x2+y2x^2+y^2,或积分区域为圆、扇形、圆环等。
**一般变量变换**:
x=x(u,v),y=y(u,v)x=x(u,v),y=y(u,v),Jacobi 行列式 J=(x,y)/(u,v)=det(xuxvyuyv)J=\partial(x,y)/\partial(u,v)=\det\begin{pmatrix}x_u&x_v\\y_u&y_v\end{pmatrix}
Df(x,y)dxdy=Df(x(u,v),y(u,v))Jdudv.\iint_D f(x,y)\,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y=\iint_{D'}f(x(u,v),y(u,v))|J|\,\mathrm{d}u\,\mathrm{d}v.

**常用变换**:椭圆
x=arcosθ,y=brsinθx=ar\cos\theta,y=br\sin\thetaJ=abrJ=abr);仿射变换(线性变换,J=J= 常数)。

练习

2 题
未学