第十八章重積分

2022-12-13 22:48:07 字數 2851 閱讀 3337

1 重積分的概念

1.證明性質(4),性質(6).

2.證明有界閉區域上的連續函式必可積.

3.設是可度量的平面圖形或空間立體,在上連續,證明:

(1) 若在上0,且不恆等於0,則;

(2) 若在的任何部分區域上,有

則在上有.

4.設在[a,b]可積,在[c,d]可積,則在矩形區域=[a,b]×[c,d]上可積,且

.5.若在上可積,那麼在上是否可積?考察函式在[0,1]×[0,1]上的積分.

6.設,

證明在上不可積.

2 重積分化累次積分

1. 計算下列二重積分:

(1) ,;

(2) ,;

(3) ,;

(4) ,.

2. 將二重積分化為不同順序的累次積分:

(1) 由軸與所圍成;

(2) 由及所圍成;

(3) 由和圍成;

(4) .

3. 改變下列累次積分的次序:

(1) ;

(2) ;

(3) .

4. 設在所積分的區域上連續,證明

.5. 計算下列二重積分:

(1) (),是由圍成的區域;

(2) 是由和圍成的區域;

(3) :;

(4) :;

(5) 由所圍成;

(6) 由所圍成;

(7) 是以和為頂點的三角形;

(8) 由和所圍成.

6. 求下列二重積分:

(1) ;

(2) ;

(3) .

7. 設軸將平面有界區域分成對稱的兩部分和,證明:

(1) 若關於為奇函式,即,則

;(2) 若關於為偶函式,即,則

8. 計算下列三重積分:

(1) :;

(2) 由曲面所圍成;

(3) 由曲面所圍成;

(4) 是由曲面圍成的位於第一卦限的有界區域;

(5) 由曲面所圍成;

(6) 是由及所圍成的區域.

9. 改變下列累次積分的次序:

(1) ;

(2) ;

(3) ;

(4) .

10.求下列立體之體積:

(1)由所確定;

(2)由所確定;

(3)是由座標平面及所圍成的角柱體.

3 重積分的變數代換

1. 用極座標變換將化為累次積分:

(1) :半圓;

(2) :半環;

(3) :圓;

(4) :正方形.

2. 用極座標變換計算下列二重積分:

(1) :;

(2) 是圓的內部;

(3) 由雙紐線圍成;

(4) 由阿基公尺德螺線和半射線圍成;

(5) 由對數螺線和半射線圍成.

3. 在下列積分中引入新變數,將它們化為累次積分:

(1) 若;

(2) (),若;

(3),其中=,若;

(4) ,其中=(),若.

4. 作適當的變數代換,求下列積分:

(1) 是由圍成的區域;

(2) 由圍成;

(3) 由圍成.

5. 利用二重積分求由下列曲面圍成的立體的體積:

(1) ;

(2) ;

(3) 球面與圓柱面()的公共部分;

(4) ();

(5) ;

(6) .

6. 求曲線所圍成的面積.

7. 用柱座標變換計算下列三重積分:

(1) ,由曲面圍成;

(2) ,由曲面圍成.

8. 用球座標變換計算下列三重積分:

(1) :;

(2) ,由圍成;

(3) ,由圍成.

9. 作適當的變數代換,求下列三重積分:

(1) ,由圍成的立體,其中;

(2) ,同(1);

(3),由(), ()以及圍成;

(4) ,由圍成;

(5) .

10.求下列各曲面所圍立體之體積:

(1) ;

(2) ().

4 曲面面積

1. 求下列曲面的面積:

(1) 包含在圓柱內的部分;

(2) 錐面與平面()所界部分的表面;

(3) 錐面被柱面所截部分;

(4) 曲面被平面及所截下的部分.

2. 螺旋麵的面積.

3. 求環麵()被兩條經線和兩條緯線所圍成部分的面積,並求出整個環麵的面積.

5 重積分的物理應用

1. 求下列均勻密度的平面薄板的質心:

(1) 半橢圓;

(2) 高為,底分別為和的等腰梯形;

(3) 所界的薄板;

(4) 所界的薄板.

2. 求下列密度均勻的物體的質心:

(1) ;

(2) 由座標面及平面所圍成的四面體;

(3) 圍成的立體;

(4) 和平面圍成的立體;

(5) 半球殼.

3. 求下列密度均勻的平面薄板的轉動慣量:

(1) 邊長為和,且夾角為的平行四邊形,關於底邊的轉動慣量;

(2) 所圍平面圖形關於直線的轉動慣量.

4. 求由下列曲面所界均勻體的轉動慣量:

(1) 關於軸的轉動慣量;

(2) 長方體關於它的一稜的轉動慣量;

(3) 圓筒,關於軸和軸的轉動慣量.

5. 設球體上各點的密度等於該點到座標原點的距離,求這球的質量.6. 求均勻薄片對軸上一點(0,0,)(>0)處單位質點的引力.7. 求均勻柱體對於(0,0,) (>)處單位質點的引力.

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