有关二重积分对称性问题

2024-10-30 10:48:06
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回答1:

积分区域:x²+y²<=a²-h²(a,h为常数)
显然此这是一个圆形区域,圆心为原点,且此区域关于x和y轴都是对称的

被积函数为:
[x+y+√(a²-x²-y²)] * a/√(a²-x²-y²)
=a(x+y)/√(a²-x²-y²) + a

注意在做定积分题目的时候,先看积分区域的对称性,
再看被积函数关于x和y的奇偶性,

如果积分区域D关于x轴对称,被积函数f(x,y)是关于y的奇函数,积分值为0;被积函数f(x,y)是关于y的偶函数,积分值为对称区域其中之一的二倍.
而如果积分区域D关于y轴对称,被积函数f(x,y)是关于x的奇函数,积分值为0;被积函数f(x,y)是关于x的偶函数,积分值为对称区域其中之一的二倍

比如对奇函数2x在(-a,a)上积分,
得到原函数是x²,代入上下限积分值就是0,

而对偶函数3x²在(-a,a)上积分,
得到原函数是x^3,代入上下限积分值就是2a^3,显然是在(0,a)上积分值的两倍

这道题积分区域x²+y²<=a²-h² 关于x和y轴都是对称的,
而积分函数
a(x+y)/√(a²-x²-y²) + a
=ax /√(a²-x²-y²) + ay/√(a²-x²-y²) + a
在这里ax /√(a²-x²-y²)是关于x的奇函数,
而ay/√(a²-x²-y²)是关于y的奇函数,

所以a(x+y)/√(a²-x²-y²)在积分区域x²+y²<=a²-h² 进行定积分得到的积分值就是0
故原积分就等于 a 在积分区域x²+y²<=a²-h² 上的积分

回答2:

二重积分轮换对称性,一点都不难

回答3: