如何使用先对 y 积分的截面法计算平面区域上函数的二重积分?
二重积分通过平行于 yz 平面切割立体来计算为累次积分。首先,对于固定的 x,内层积分通过对函数 关于 y 从下边界曲线 φ₁(x) 到上边界曲线 φ₂(x) 进行积分来计算截面的面积。其次,外层积分通过对 x 从 a 到 b 积分来累加这些截面面积。
适用条件
- 底面区域 D 由垂直线 , 和曲线 ₁(x), ₂(x) 界定,且 φ₁(x) ≤ φ₂(x)。
- 积分顺序是先对 y 积分,再对 x 积分。
理解与推导
- 确定区域 D 的界限:x 的范围是从 a 到 b,对于每个 x,y 的范围是从 φ₁(x) 到 φ₂(x)。
- 设置关于 y 的内层积分:_{φ₁(x)}^{φ₂(x)} 。这计算了固定 x 处的截面面积 。
- 设置关于 x 的外层积分:。
- 将它们组合成累次积分公式: (_{φ₁(x)}^{φ₂(x)} ) dx。
例子
脚本指出:“外层积分将截面从 加到 :。计算切片是内层步骤;累加切片是外层步骤。”
容易误解的地方
- 混淆积分顺序,例如在没有相应调整界限的情况下先对 x 积分。
- 假设截面面积在 x 上是恒定的,而实际上它随 变化。
- 忘记内层积分的结果是关于 x 的函数,然后在第二步中进行积分。
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