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 > 空间柱坐标系
好 我们来看特殊的坐标系
第一个特殊的坐标系就是柱坐标系
所谓柱坐标变换
实际上就是这么一个东西
x就等于ρcosφ
y等于ρsinφ
z就等于z
它把一个(ρ,φ,z)
变成了直角坐标系里面的(x,y,z)
当然这个变换是可逆的
我们来看看这么一个变换
(x,y,z)关于(ρ,φ,z)它的
Jacobi行列式的绝对值
我们可以算一下
它就等于ρ
那么在这个变换的范围内
我们对(ρ,φ,z)它的变化范围
我们是这么规定的
ρ是大于零的
φ这个东西就有选择了
第一个是大于等于零小于2π
或者说是大于负π小于等于正π
这都是允许的
z的变化范围是大于负无穷小于正无穷
所以在这个变换范围内
我们知道ρ一定是不等于零
所以这个变换是一个可逆的
那么我们来看看从几何上来看
我们把柱坐标系到底表示的是什么意思
在直角坐标系下 xyz
空间中的任意一个点P
它的直角坐标是(x,y,z)
假设我这个P是不在原点的
那么我们知道P点在xy平面上就有一个投影
那么我们连接原点到这个投影点
我们把这一段的距离叫做ρ
把这个投影点构成的向量
到与x轴的夹角叫做φ
那么ρ和φ实际上就这么一个几何意义
实际上来讲 你可以发现
所谓的柱坐标系
就是平面的极坐标系
在空间中的一个拉伸
那么柱坐标系给我们带来的好处
也就是说它可以把原来
在空间的直角坐标系中
相对来讲比较复杂的区域
在柱坐标系下就变得比较简单
我们再来看一下
常见的直角坐标系下的曲面
在柱坐标系下是如何表示的
圆柱面的方程在直角坐标系下的方程
以及在柱坐标系下的方程
另外一类圆柱面的方程
还有一个圆柱面的方程
球面的方程在直角坐标系下的方程
以及在柱坐标系下的方程
平面的方程在直角坐标系下
在柱坐标系下的方程
那么我们这么一个变换
柱坐标系变换
可以把一个直角坐标系下的三重积分
转化成为下面那种形式的
柱坐标系下的三重积分
那么在这个转化的过程中间
我们同样可以看出来
被积函数变成了一个复合函数
积分区域做了改变
那么体积元素也有一定的比例因子
这个比例因子
我们刚才已经算过了
就是等于ρ
-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
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-第三节 多元函数的全微分
--全微分的概念
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--可微的充分条件
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-第一章 多元函数微分学--第三节练习题
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--隐函数存在定理
--隐函数组求导法
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-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
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-第二章 多元函数微分学应用--第一节练习题
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--极值点的判别法
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-第三节 多元函数的条件极值
--条件极值问题举例
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--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
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-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
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--空间柱坐标系
--球坐标系
--球坐标系例题
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-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
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--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
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-第四章 向量分析--第二节 练习题
-第三节 第二类曲面积分
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-第四节 Gauss公式与Stokes公式
--Gauss公式
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-第五节 无源场,保守场与调和场
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--空间保守场
--常见的场
-第四章 向量分析--第五节 练习题
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--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
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-第三节 高阶线性微分方程解的结构
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-第四节 高阶线性常系数微分方程
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--欧拉方程举例
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