当前课程知识点:微积分——多元函数与重积分 > 第三章重积分 > 第四节 三重积分 > 三重积分的计算:例题(1)
好 下面我们来看一下几道例题
要求这么一个三重积分
在Ω区域中的
1+x+y+z括弧三次方分子一dxdydz
其中Ω区域是这么一个区域
(x,y,z) x+y+z≤1 x≥0 y≥0 z≥0
我们画一下图的话看一下
Ω应该是这么一个区域
xyz 在这么一个区域 三棱锥
那我们来看看Ω区域在xy平面上的投影
这就是Dxy
显然我们可以发现
这个投影就是(x,y)x+y≤1 x≥0 y≥0
是直角三角形
所以我们可以知道
原来那个三重积分
1+x+y+z的三次方分之一的dxdydz
可以写成在Dxy这个区域上的二重积分
我们在Dxy这个区域上随便找一个点里面
你可以发现 我找一条线
垂直于z轴的一条线
有一个地方是进去的
有一个地方是不是就出来了
进去的是什么呢 c等于0
出来的 这个曲面我们把它叫做
x加上y加上z等于1
所以出来这个地方
实际上就是z等于1减x减y
所以进去是z等于0
出来是1减x减y
1下面是1+x+y+z括弧三次方dz
就变成了一个定积分
和一个二重积分的累次积分
那么在这个定积分里面
我们先做
我们先把z看做积分变量
除了z之外都是常数
所以这个定积分它的原函数也很简单
就变成了Dxy这个区域上的二重积分
原函数是等于负的二分之一
1+x+y+z括弧的平方
这就是它的原函数
Newton-Leibniz公式我们可以发现
下限是z等于零
上限是z等于1-x-y
这个函数的dxdy
因为还是那句话 xyz变量太多了
所以对哪个变量做Newton-Leibniz公式
我们写一下z等于零 z等于1-x-y
我们把这个上限代进去
减去下限代进去
最后我们可以发现
这是一个二重积分
我们把二分之一拿出来之后
就变成了Dxy上的二重积分
我们把上限拿进去
实际上就是把z等于1-x-y
x+y和-x-y抵消了之后
就是二分之一的平方
所以这个就是变成了负的四分之一
前面有一个负号
我们把下限代进去
负负得正 变成了1+x+y+z括弧的平方分之一
减去 这个函数的二重积分
那么这个函数的二重积分
我们再来看看Dxy这个区域
xy 1 1 这个就是Dxy区域
那么x的取值范围
我们再把二重积分化成累次积分
x取值范围从零到一
我们在x取值范围里面随便找一条
平行于y的一条线
有一个进去的是零
出来的 这条线是x+y=1
所以进去的是y=0
出来的是y=1-x
被积函数是1+x+y+z括弧的平方分之一
减去四分之一这个函数的dy
又变成了两个定积分的累次积分
然后我们就可以写成
把二分之一写出来
从零到一的积分
那么第一个函数的原函数是
负的1+x+y
这个函数Newton-Leibniz公式
下限是y=0
上限是y=1-x
这是第一个函数
第二个函数是负的四分之一
然后是1-x dx
我们把上限下限朝里面一代
就等于二分之一从零到一的积分
我们把下限代进去就变成了
1+x分之一减去上限代进去是二分之一
再减去四分之一的1-x
变成这个函数的定积分
当然这是一个很简单的函数
我们可以把它的定积分算出来
结果是
这个就是它的结果
那么这只是三重积分的一种做法
实际上来讲我们还有一种做法
我们这个三重积分
第二种做法是朝z轴上投影
我们可以发现
Ω这个区域又可以写成
(x,y,z) z大于等于零小于等于一
这时候(x,y)这个点是属于Dz
其中Dz是什么东西呢
Dz就是 我们来看一下
我们在z属于零到一之间随便找一个点
我做一个水平的平面
做出来这个就是Dz
它也是个直角三角形
这就是Dz
那么Dz的表示形式当然就是
(x,y) x大于等于零 y大于等于零
x+y小于等于1-z
这就是Dz
你可以发现
z不一样的话 Dz是变化的三角形区域
一旦写成这个样子
那么我们原来的三重积分
1+x+y+z括弧的三次方分之一dxdydz
也可以写成
z是从零到一dz
后面是一个二次积分 在Dz这个区域上
被积函数1+x+y+z括弧的三次方 dxdy
如果你愿意的话
我们把后面那个二重积分
接着可以写成二次积分
然后再算这么三个定积分
最后得到的结果
如果说算的正确的话
应该就是这么一个结果
那么在这我们就不再重复了
这种算法当然也是允许的
-第一节 多元连续函数
--开集、闭集、区域
--二重极限的定义
--二重极限的例题
--二次极限的定义
-第一章 多元函数微分学--第一节练习题
-第二节 多元函数的偏导数
--偏导数的概念
--偏导数的几何意义
--高阶偏导数的概念
-第一章 多元函数微分学--第二节练习题
-第三节 多元函数的全微分
--全微分的概念
--可微的必要条件
--可微的充分条件
--可微的充要条件
--多元函数的原函数
-第一章 多元函数微分学--第三节练习题
-第四节 多元函数的微分法
--隐函数存在定理
--隐函数组求导法
-第一章 多元函数微分学--第四节练习题
-第五节 多元函数的方向导数与梯度向量
--方向导数的概念
--方向导数的计算
-第一章 多元函数微分学--第五节练习题
-第六节 映射及其微分
--复合映射的微分法
-第一章 多元函数微分学--第六节练习题
-第七节 多元函数的泰勒公式(以二元函数为例)
-第一章 多元函数微分学--第七节练习题
-第一节 多元函数微分学的几何应用
-第二章 多元函数微分学应用--第一节练习题
-第二节 多元函数的极值
--极值点的判别法
--极值问题举例
-第二章 多元函数微分学应用--第二节练习题
-第三节 多元函数的条件极值
--条件极值问题举例
--最小二乘法
-第二章 多元函数微分学应用--第三节练习题
-第一节 二重积分的概念和性质
--二重重积分引入
--二重积分定义
--二重积分性质
-第二节 二重积分的计算
-第三章重积分--第二节练习题
-第三节 极坐标系及一般坐标系
--极坐标系
--一般坐标系
-第三章重积分--第三节练习题
-第四节 三重积分
--三重积分的引入
--三重积分的定义
--三重积分的性质
--直角坐标系
--空间坐标变换
--空间柱坐标系
--球坐标系
--球坐标系例题
-第三章重积分--第四节 练习题
-第五节 第一类曲线积分
-第三章重积分--第五节 练习题
-第六节 第一类曲面积分
-第三章重积分--第六节 练习题
-第七节 含参变量积分
--含参定积分的定义
--含参积分的连续性
--含参积分的导数
--含参积分的例题
-- 广义含参积分的一致收敛性
-第三章重积分--第七节 练习题
-第一节 第二类曲线积分
-第四章 向量分析--第一节 练习题
-第二节 Green公式及其应用
-第四章 向量分析--第二节 练习题
-第三节 第二类曲面积分
--曲面的定向
-第四章 向量分析--第三节 练习题
-第四节 Gauss公式与Stokes公式
--Gauss公式
-第四章 向量分析--第四节 练习题
-第五节 无源场,保守场与调和场
--平面保守场
--势函数及其计算
--空间保守场
--常见的场
-第四章 向量分析--第五节 练习题
-第一节 微分方程的基本概念
--微分方程概念举例
-第二节 可求解的一阶微分方程(初等积分法)
--变量分离方程
--齐次型方程
-第五章 常微分方程--第二节 练习题
-第三节 高阶线性微分方程解的结构
-第五章 常微分方程--第三节 练习题
-第四节 高阶线性常系数微分方程
--欧拉方程
--欧拉方程举例
-第五章 常微分方程--第四节 练习题