每日一题259|柱坐标和球坐标换元的两题

教育   2024-08-17 21:58   江西  

柱坐标换元法. 其换元

雅可比行列式为

因此柱坐标换元

球坐标换元法. 其换元

雅可比行列式为

因此球坐标换元

例1. 求三重积分

其中是单位球.

证.(柱坐标换元法) 换元得到的积分为

其中积分区域 满足 。由于被积函数和积分区域都和 无关,对 积分转化为二重积分

对于给定的 ,  ,则有

( 球坐标换元法) 换元得到的积分为

其中积分区域 是矩体 ,故有

其中 是矩形,可对积分并利用凑微分得到

例2., 其中 是曲面 与坐标平面所围区域在第一卦限的部分。

解. 本题属于抽象曲面确定的三重积分问题, 换元法在这类问题起重要作用。

将曲面  化球坐标方程

由于考虑第一卦限, 即 , 对于第一卦限的 , 径长 具有给定的唯一正值, 于是曲面  所围成的区域为

于是

在对给定的 ,则有


近年来我写的八本书,可见推文简要介绍下我的7本书+大学生数学竞赛习题题解,欢迎订购,谢谢支持!数学专业考研3本,数分高代讲义(2025考研版)+名校真题集(2025考研版);数学竞赛3本,蒲和平竞赛教程第一版的课后解析+竞赛讲义+竞赛习题集题解;补充学习2本,积分不等式葵花宝典第五版和历年五届八一赛解析。

八一考研数学竞赛
本公众号致力于考研数学与数学竞赛以及个人心路历程,LaTeX排版写作,记录数学生活,分享数学知识,拥有数学情怀!
 最新文章