大學數學初學加自學,若是定積分是求得面積,二重積分求得體積

2021-03-27 20:59:14 字數 5648 閱讀 4705

1樓:che葉

準確的來說三重積分指的是立體的質量,即當積分函式為1時,其密度均勻分佈,則質量等於體積

當積分函式不為1時,則代表密度不是均勻分佈,這時,你就需要進行積分,其函式本身看作一個土豆塊的點密度,dv則是一個個無限小土豆塊。

當然三重積分計算出來是四維的,無法表示

2樓:匿名使用者

沒錯,二重積分求的是曲頂柱體的體積。但是 三重積分的dxdydz本身就是體積元,對體積元的積分當然是體積。所以三重積分可以求體積

迷茫了 高數,二重積分求體積,三重積分也是求體積

3樓:桐碧蓉龔罡

二重積分是求體積,三重積分是求以被積函式為密度函式,積分空間為體積的質量。說簡單點就是二重積分求體積,三重積分求質量。

4樓:睢舒雲呂季

這麼說吧

定積分可以求面積,二重積分也可以求面積,

這個理解吧

道理是一樣的

但是不能把積分僅僅理解為求面積或求體積

求面積或求體積只是積分的幾何應用

對三重積分,只當被積函式=1時是求體積

對一般的被積函式,比如可以理解為求非均勻密度的空間物體的質量

5樓:完顏安珊龔琲

三重積分可以化為兩重,兩重也可以化為一重,積分的本質都是一樣的,無論哪個,高數的題多做點,自然就不會混淆了

再看看別人怎麼說的。

6樓:仵曼妮甕司

最好從代數的觀念來看定積分,

1:二重積分求體積沒有問題。也可以求曲面的質量;關鍵是變數個數

2:三重積分的積分變數是三個,二重積分是兩個!

定積分與二重積分,三重積分的區別與聯絡是什麼,急,**等 20

7樓:阿樓愛吃肉

定積分與二重積分、三重積分有3點不同

:一、三者的概述不同:

1、定積分的概述:定積分是積分的一種,是函式f(x)在區間[a,b]上積分和的極限。

2、二重積分的概述:二重積分是二元函式在空間上的積分,同定積分類似,是某種特定形式的和的極限。本質是求曲頂柱體體積。

重積分有著廣泛的應用,可以用來計算曲面的面積,平面薄片重心等。

3、三重積分的概述:設三元函式f(x,y,z)在區域ω上具有一階連續偏導數,將ω任意分割為n個小區域,每個小區域的直徑記為rᵢ(i=1,2,...,n)。

體積記為δδᵢ,||t||=max,在每個小區域內取點f(ξᵢ,ηᵢ,ζᵢ),作和式σf(ξᵢ,ηᵢ,ζᵢ)δδᵢ,若該和式當||t||→0時的極限存在且唯一(即與ω的分割和點的選取無關);

則稱該極限為函式f(x,y,z)在區域ω上的三重積分,記為∫∫∫f(x,y,z)dv,其中dv=dxdydz。

二、三者的幾何意義不同:

1、定積分的幾何意義:表示平面圖形的面積。

2、二重積分的幾何意義:表示曲頂柱體體積。

3、三重積分的幾何意義:表示立體的質量。

三、三者的注意事項不同:

1、定積分的注意事項:一個函式,可以存在不定積分,而不存在定積分;也可以存在定積分,而不存在不定積分。一個連續函式,一定存在定積分和不定積分;若只有有限個間斷點,則定積分存在;若有跳躍間斷點,則原函式一定不存在,即不定積分一定不存在。

2、二重積分的注意事項:平面區域的二重積分可以推廣為在高維空間中的(有向)曲面上進行積分,稱為曲面積分。

3、三重積分的注意事項:當積分函式為1時,就是其密度分佈均勻且為1,質量就等於其體積值。當積分函式不為1時,說明密度分佈不均勻。

定積分與二重積分、三重積分均是高等數學中重要內容,其中,定積分是學習二重積分、三重積分的基礎。

8樓:高數線代程式設計狂

問題很抽象。

從變數維度區分:

一般的定積分指的一元函式積分;二重積分是二元函式的積分,三重積分是三元函式的積分。

從幾何意義來說:

一般定積分是求面積;二重積分求曲頂柱體體積,三重積分求空間封閉區域體積

9樓:她鄉的**

從應用上來說,定積分用來算曲邊梯形面積;二重積分可以算空間旋轉體的面積於體積,我覺得二重積分其實是針對旋轉體的,因為空間體是三維的,需要xyz三個座標表示,但是旋轉體的特性便是根據xy平面上的旋轉面的資料就可以推算旋轉體的體積於面積,所以就有了二重積分。比如由直角三角形繞直角邊旋轉一週得到圓錐體的體積面積計算;三重積分就是來算二重積分無法計算的非旋轉體的體積。比如三菱錐。

高等數學,三重積分,不是說二重積分求得的是體積嗎?這裡為什麼用三重積分求體積

10樓:匿名使用者

沒錯,二重積分求的是曲頂柱體的體積。但是 三重積分的dxdydz本身就是體積元,對體積元的積分當然是體積。所以三重積分可以求體積

一重積分求的是長度,二重積分求的是面積,三重積分求的是體積。這樣說有道理嗎?那曲面積分又是什麼呢?

11樓:匿名使用者

一重積分求的是面積,二重積分求的是體積,三重積分求的是質量。曲面積分可以說時求曲面的質量(有個面密度)

簡述定積分,二重,三重積分的聯絡

12樓:匿名使用者

我把我以前答過的那篇文章拿出來了。

一重積分(定積分):只有一個自變數y = f(x)

當被積函式為1時,就是直線的長度(自由度較大)

∫(a→b) dx = l(直線長度)

被積函式不為1時,就是圖形的面積(規則)

∫(a→b) f(x) dx = a(平面面積)

另外,定積分也可以求規則的旋轉體體積,分別是

盤旋法(disc method):v = π∫(a→b) f²(x) dx

圓殼法(shell method):v = 2π∫(a→b) xf(x) dx

計算方法有換元積分法,極座標法等,定積分接觸得多,不詳說了

∫(α→β) (1/2)[a(θ)]² dθ = a(極座標下的平面面積)

二重積分:有兩個自變數z = f(x,y)

當被積函式為1時,就是面積(自由度較大)

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = a(平面面積)

當被積函式不為1時,就是圖形的體積(規則)、和旋轉體體積

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = v(旋轉體體積)

計算方法有直角座標法、極座標法、雅可比換元法等

極座標變換:{ x = rcosθ

{ y = rsinθ

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(h→k) f(rcosθ,rsinθ) r drdθ

三重積分:有三個自變數u = f(x,y,z)

被積函式為1時,就是體積、旋轉體體積(自由度最大)

∫(a→b) ∫(c→d) ∫(e→f) dxdydz = v(旋轉體體積)

當被積函式不為1時,就沒有幾何意義了,有物理意義等

計算方法有直角座標法、柱座標切片法、柱座標投影法、球面座標法、雅可比換元法等

極座標變化(柱座標):{ x = rcosθ

{ y = rsinθ

{ z = z

{ h ≤ r ≤ k

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(h→k) ∫(z₁→z₂) f(rcosθ,rsinθ,z) r dzdrdθ

極座標變化(球座標):{ x = rsinφcosθ

{ y = rsinφsinθ

{ z = rcosφ

{ h ≤ r ≤ k

{ a ≤ φ ≤ b、最大範圍:0 ≤ φ ≤ π

{ α ≤ θ ≤ β、最大範圍:0 ≤ θ ≤ 2π

∫(α→β) ∫(a→b) ∫(h→k) f(rsinφcosθ,rsinφsinθ,rcosφ) r²sin²φ drdφdθ

所以越上一級,能求得的空間範圍也越自由,越廣泛,但也越複雜,越棘手,而

且限制比上面兩個都少,對空間想象力提高了。

重積分能化為幾次定積分,每個定積分能控制不同的伸展方向。

又比如說,在a ≤ x ≤ b裡由f(x)和g(x)圍成的面積,其中f(x) > g(x)

用定積分求的面積公式是∫(a→b) [f(x) - g(x)] dx

但是升級的二重積分,面積公式就是∫(a→b) dx ∫(g(x)→f(x)) dx、被積函式變為1了

用不同積分層次計算由z = x² + y²、z = a²圍成的體積?

一重積分(定積分):向zox面投影,得z = x²、令z = a² --> x = ± a、採用圓殼法

v = 2πrh = 2π∫(0→a) xz dx = 2π∫(0→a) x³ dx = 2π • (1/4)[ x⁴ ] |(0→a) = πa⁴/2

二重積分:高為a、將z = x² + y²向xoy面投影得x² + y² = a²

所以就是求∫∫(d) (x² + y²) dxdy、其中d是x² + y² = a²

v = ∫∫(d) (x² + y²) dxdy = ∫(0→2π) dθ ∫(0→a) r³ dr、這步你會發覺步驟跟一重定積分一樣的

= 2π • (1/4)[ r⁴ ] |(0→a) = πa⁴/2

三重積分:旋轉體體積,被積函式是1,直接求可以了

柱座標切片法:dz:x² + y² = z

v = ∫∫∫(ω) dxdydz

= ∫(0→a²) dz ∫∫dz dxdy

= ∫(0→a²) πz dz

= π • [ z²/2 ] |(0→a²)

= πa⁴/2

柱座標投影法:dxy:x² + y² = a²

v = ∫∫∫(ω) dxdydz

= ∫(0→2π) dθ ∫(0→a) r dr ∫(r²→a²) dz

= 2π • ∫(0→a) r • (a² - r²) dr

= 2π • [ a²r²/2 - (1/4)r⁴ ] |(0→a)

= 2π • [ a⁴/2 - (1/4)a⁴ ]

= πa⁴/2

三重積分求體積時能用的方法較多,就是所說的高自由度。

既然都說了這麼多,再說一點吧:

如果再學下去的話,你會發現求(平面)面積、體積 比 求(曲面)面積的公式容易

學完求體積的公式,就會有求曲面的公式

就是「曲線積分」和「曲面積分」,又分「第一類」和「第二類」

當被積函式為1時,第一類曲線積分就是求弧線的長度,對比定積分只能求直線長度

∫(c) ds = l(曲線長度)

被積函式不為1時,就是求以弧線為底線的曲面的面積

∫(c) f(x,y) ds = a(曲面面積)

當被積函式為1時,第一類曲面積分就是求曲面的面積,對比二重積分只能求平面面積

∫∫(σ) ds = a(曲面面積)、自由度比第一類曲線積分大

∫∫(σ) f(x,y,z) ds,物理應用、例如曲面的質量、重心、轉動慣量、流速場流過曲面的流量等

而第二類曲線積分/第二類曲面積分以物理應用為主要,而且是有"方向性"的,涉及向量範圍了。

13樓:安柏林

簡單點說就是緯度的問題。定積分是求線下面積著你應該瞭解了,二重積分就是求體積,這個就不是求導了,而是求偏導數了。三重積分我也沒搞明白,就只在證明球體表面積時候用到過。

希望可以幫到你,望採納謝謝

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