论文导读:根据给出的封闭曲面的形式判断积分区间,化三重积分为三次积分.
关键词:积分区域,最大投影,柱坐标,球面坐标
1.给出的曲面形如 , .
令 ,得到一个关于 的方程,是封闭曲面围成的区域在XOY平面上的最大投影,也是 满足的范围,然后根据所得到的 的关系判断 的大小.
例1 化三重积分 为三次积分,积分区域 是由曲面 及 围成的闭区域.
解 根据 有 ,因为得到的是最大投影,所以 满足的是 ,根据该式可知 ,则
.
2.给出的曲面形如
(1)若C=0,关于 的积分一般是 ;(2)若C>0,关于 的积分一般是 ;根据需要有时会给出 的函数,来确定 的取值范围。论文格式。论文格式。论文格式。
例2 化三重积分 为三次积分,积分区域 是由曲面 及 围成的闭区域.
分析 (根据情况(1))依题意有 ,则有 ,再有 ,得出闭区域在平面上的最大投影区域 ,则

2.卢方芳(1982-),女,硕士
例3 化三重积分 为三次积分,积分区域 是由曲面 及 围成的闭区域.
分析给出的曲面形如 , .故闭区域在平面上的最大投影区域 即 ,再根据情况(2)有 ,则 .
3. 给出形如 或 曲面围成的闭区域
形如 曲面围成的闭区域可以用柱坐标变换.一般的 的最高次项是一次, 的最高次项是二次都可使用柱坐标变换.
形如z= 曲面围成的闭区域可以用球面坐标变换. 一般 , 的最高次项都是二次可使用球面坐标变换.
上面的两种坐标变换是固定的变换形式,可以代回给出的的曲面方程判断新的参数的范围.
例4计算 ,其中 是由曲面 及 围成的闭区域.
分析 先判断闭曲面的最大投影,令 ,则有 ,故闭区域在平面上的最大投影区域 ,根据 得出 ,而根据所给的曲面方程形式,可以使用柱坐标变换,
令  ,对于本题则有 
解
.
例5计算 ,其中 是由球面 若围成的闭区域.
分析 本题可以用球面坐标  
则有 ,
解 
.
例6计算 ,其中 是由曲面 围成的闭区域.
分析 本题显然可以使用球面坐标
带入曲面方程有

解 
.
以上例题均来自参考文献[1],本文介绍在空间图像不好想象的情况下,可以根据给出封闭曲面的函数形式,来划分积分区间,从而将三重积分化为累次积分.
参考文献:
[1] 同济大学应用数学系主编.高等数学(五版)[M].高教出版社,2002.
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