解答二重积分
什么是积分?
一元函数的积分。具体计算过程,是将无数个小矩形加起来,然后求极限。
而今天我们要讲的积分,是二元函数的积分。我们可以用曲顶柱体的体积来理解。
什么是曲顶柱体?
它的底是xoy平面上的一个闭区域。顶是一个曲面。侧面是以D的边界曲线为准线,母线平行于z轴的柱面。这就是曲顶柱体。
如何求曲顶柱体的体积
还是采用老办法---以直代曲。也就是用若干立方体来近似曲顶柱体
具体如下:
将曲顶柱体的底分成若干小块,我们用小的立方体来近似它。
这个立方体的底很好确定。那高呢?
我们可以在区域内任选一点,然后将此点的函数值选为高。
这样就确认了这个立方体
我们来计算一下这个立方体的体积。
这个底的面积是Δσi,然后区域内任选的一点是
再假设曲面函数是f(x,y)
代入一下,那么这个小立方体的体积是
而所谓的若干个小矩形就是把他们都加起来。
如果有无数个小矩形的话,就是对上面那个式子求极限(代表n有无穷个)。
于是我们大概就可以计算出曲顶柱体的体积。
而要严格定义曲顶柱体的体积,我们还需要用到二重积分。
这个D就是在xoy平面上的封闭区域
dσ表示的是区域D中,小矩形的面积
而f(x,y)指的是此小矩形中任意一点的函数值。
这里就不是n趋近于无穷,而是λ趋近于0
为什么呢?
怎么理解λ趋近于0
我峨嵋你需要将底部区域D划分为若干块,λ就是最大那一块的直径。
从这个定义可以看出
如果我们是平均划分,那么随着n增大,lambda在减小。
如果是非平均划分,随着n增大并不等价于λ趋近于0
所以我上面说,λ必须是最大那一块的直径。