二重积分 求图求过程 谢谢谢 二重积分帮忙求积分过程,谢谢!

\u6c42\u8fd9\u4e2a\u4e8c\u91cd\u79ef\u5206\u8fd0\u7b97\u7684\u8be6\u7ec6\u8fc7\u7a0b\uff0c\u6700\u597d\u662f\u56fe\u7247\u7684\u5f62\u5f0f\uff0c\u8c22\u8c22\u3002



\u4f60\u597d\uff0c\u8fd9\u662f\u8fc7\u7a0b\uff0c\u56fe\u7247\u9876\u90e8\u7684\u90a3\u51e0\u4e2a\u7b97\u5f0f\u662f\u6211\u7b97\u7684\u5176\u5b83\u7684\u9898\u7684\u8349\u7a3f\uff0c\u4e0e\u6b64\u9898\u65e0\u5173\uff0c\u4f60\u53ef\u4ee5\u5ffd\u7565\u6389\u3002

远离高数很久,已经不熟练了 ,可能会算错……

下面的图是详细步骤。要注意的地方如下:

一:只要画出积分区域,观察对x积分时x的范围,将原二重积分化为先对y积分、再对x积分的累次积分就可以。

画积分区域很容易完成,可以自己做。如果我没有看错,y>=sqrt(2-x^2)应该表示圆心为原点、半径为sqrt 2的圆在上半平面的部分,y<=1+sqrt(1-x^2)应该表示圆心为(0,1)、半径为1的圆在直线y=1之上的部分(就是也是上半部分),积分区域应该是半径为1的圆超出半径为sqrt 2的圆的部分和半径为sqrt 2的圆所夹的部分(像帽子的那个部分)。显然,x限制在较小的圆(半径为1的圆)与y=1的两个交点的范围内,因此对x积分时x的范围与较小的圆的半径有关,为[-1,1]。

二:计算累次积分时涉及对sqrt(1-x^2)的积分。这其实是对sqrt(a^2-x^2)的积分(a>0)的特例,其结果我已经不加证明地写在图的开头,具体求解用换元x=asint,步骤在高数课本里面应该有。

三:最后的结果(没有算错的话= =)应该是2arcsin 1。在角度制下,arcsin1=90度。你要化成弧度还是角度都可以。另外,arcsin x在定义域[-1,1]内是奇函数,因此arcsin -1=-arcsin 1。



这个问题有个计算很简单的方法,基本上都不用怎么算。注意到积分区域可以看成一个半圆减去一个弓形,半圆由y=1+\sqrt(1-x^2)和y=1围成,弓形由y=\sqrt(2-x^2)和y=1围成。
所以可以在半圆上和弓形上分别算,算完了再相减。另外注意到2ydx∧ dy=d(-y^2dx),所以可以使用Stokes公式。记半圆上积分是A,弓形上积分是B。
在半圆上,A=∫∫2ydxdy=∫∫2(y-1)dxdy+∫∫2dxdy=π+∫∫2(y-1)dxdy,把y-1换成y,范围变成0到\sqrt(1-x^2),就得到A=π+∫∫2ydxdy=π-∫y^2dx=π+∫(1-x^2)dx,因为在半圆上积分从右到左,而x从-1积到1,所以这里符号反了一下。
同样在弓形上,B=-∫y^2dx=∫(2-x^2)dx-2,这是因为在水平线y=1上-∫y^2dx的结果是-2
结果就是A-B=π+∫(1-x^2)dx+2-∫(2-x^2)dx=π+2-∫dx=π+2-2=π

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