二重积分是什么?
二重积分是二元函数在空间上的积分,同定积分类似,是某种特定形式的和的极限。二重积分的本质是求曲顶柱体体积。重积分有着广泛的应用,可以用来计算曲面的面积,平面薄片重心等。平面区域的二重积分可以推广为在高维空间中的(有向)曲面上进行积分,称为曲面积分。几何意义:在空间直角坐标系中,二重积分是各部分区域上柱体体积的代数和,在xoy平面上方的取正,在xoy平面下方的取负。某些特殊的被积函数f(x,y)的所表示的曲面和D底面所为围的曲顶柱体的体积公式已知,可以用二重积分的几何意义的来计算。当被积函数大于零时,二重积分是柱体的体积。当被积函数小于零时,二重积分是柱体体积负值。
二重积分的应用
解:视“z=√(a²-x²-y²)”为曲面S【第一象限的球面部分】的方程,D为S在Oxy平面上的投影区域,应用曲面S的面积公式即可。
其求解过程,分享一种解法。转化成极坐标求解。设x=ρcosθ,y=ρsinθ。∴0≤θ≤π/2,0≤ρ≤a。
∴S1=∫(0,π/2)dθ∫(0,a)aρdρ/√(a²-ρ²)=a∫(0,π/2)dθ∫(0,a)ρdρ/√(a²-ρ²)。
而,∫(0,a)ρdρ/√(a²-ρ²)=-√(a²-ρ²)丨(ρ=0,a)=a,∴S1=a²∫(0,π/2)dθ=a²π/2。
供参考。
二重积分到底算的是什么?
1、如果被积函数的量纲是长度单位,则二重积分为体积;
2、如果被积函数的量纲是Pa,则二重积分的意义为计算总压力;
3、如果被积函数的量纲是kg/m²,则二重积分的意义就是算总质量;
4、如果被积函数的量纲是C/m² ,则二重积分的意义就是算总电量;
结论:
1、二重积分是否有意义,要看被积函数的量纲,由量纲决定是否有物理意义。
2、数学老师出题,一般不会考虑什么物理模型、量纲,一般均无明确意义。
3、对于数学老师随意出出来的二重积分题,笼统地讲是算体积,其实是错的。
4、被积函数如果是1,而且这个1不带任何单位,那二重积分就是算总面积。
5、只要被积函数不是1,一般来说,二重积分没有明确意义,只是乱积而已。
数学老师给出来的二重积分的题,一般都是为了练习、熟练积分而出的题,
不必认真,只是练习而已。如果你一旦认真起来,无论你的天赋多高,创
造力多强,无论数学老师多烂,都会骂你“钻牛角尖”,“脑子有问题”。天才
就当成了白痴。
封闭曲线积分的方向如果是反方向,使用格林公式化成二重积分的时候是不是要在前面加负号?
你说有一点没错,的确是要看方向,但是对于里面的曲线C,因为连通区域在C的外侧,物理中规定正方向的左侧为连通区域,因此对于C而言只有顺时针的时候现在的连通区域才是左侧,这时候才能使用格林公式。
第一个负号加进来,让C变为-C是对于第二型曲线积分普遍适用的。
第二个-C为什么没在前面添一个-号是因为上面说的,这里顺时针也就是-C方向,才是里面小圆的正方向,不知道这么说你懂了没有。