如何计算二重积分?

如题所述

要计算二重积分∬(x^2 + ycos(x))dxdy,其中D由x² + y² = 4和x² + y² = 4z所围成,我们可以按照以下步骤进行计算。

首先,考虑到D是由两个曲线所围成,我们可以使用极坐标系来简化积分。我们可以令:

x = rcos(θ)
y = rsin(θ)

这里,r是极坐标下的径向距离,θ是角度。接下来,我们需要找到r和θ的范围,以及计算雅可比行列式。

    范围限制:

    根据x² + y² = 4,我们有r² = 4,所以r的范围是0到2。

    对于θ,我们可以看到D在整个平面上覆盖,所以θ的范围是0到2π。

    雅可比行列式:
    我们需要计算雅可比行列式,它等于r。这是因为dx dy = rdr dθ。

    现在我们可以重写积分:

    ∬(x² + ycos(x))dxdy = ∫[0 to 2π] ∫[0 to 2] (rcos(θ)² + rsin(θ)cos(rcos(θ)))rdrdθ

    接下来,我们可以分别计算这两个积分。

    首先,计算第一个积分:
    ∫[0 to 2π] (rcos(θ)² + rsin(θ)cos(rcos(θ)))dθ

    计算r的积分:
    ∫[0 to 2] r³dr = [r⁴/4] from 0 to 2 = 2⁴/4 - 0 = 8

    现在,将r的积分结果代入第一个积分中:
    ∫[0 to 2π] (8cos(θ)² + 8sin(θ)cos(2cos(θ)))dθ

    接下来,我们可以计算这个积分。请注意,这是一个较为复杂的积分,可能需要使用积分技巧,例如用三重角公式展开cos(2cos(θ))。

以上是答案

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