極座標系下的二重積分的計算問題 高等數學一

時間 2021-08-11 17:49:42

1樓:匿名使用者

∫∫ln(1+x2+y2)dxdy=∫∫ln(1+r2)rdrdθ,x=rcosθ,y=rsinθ

0≤r≤1,0≤θ≤π/2

∴∫∫ln(1+x2+y2)dxdy=∫∫ln(1+r2)rdrdθ=∫ln(1+r2)rdr∫dθ

=π/2*∫ln(1+r2)rdr(0~1)=π/4*∫ln(1+r2)dr2

=π/4*[ln(1+r2)*r2-∫r2dln(1+r2)]=π/4*[ln(1+r2)*r2-∫r2/(1+r2)dr2]=π/4*[ln2-∫(1-a)/ada]其中,r自0至1,故ln(1+r2)*r2=2;

a=1+r2,故a自1至2,∫(1-a)/ada=∫1da-∫1/ada=1-ln2

再帶回去,就得到:∴∫∫ln(1+x2+y2)dxdy=π/4*[2ln2-1]

注意,2ln2=ln4;r2表示r的平方

2樓:匿名使用者

設極座標參量r,a,a是角度。

r^2=x^2+y^2

dxdy=rdrda

代換,原式=ln(1+r^2)rdrda,積分割槽間r,[0,1];a[0,pi/2]

分離變數分別積分

da積分的pi/2

ln(1+r^2)rdr

可作適當變換,變為1/2*ln(1+r^2)d(1+r^2)換元y=1+r^2,積分範圍變為[1,2]得到1/2*lnydy

用分部積分得到1/2[ylny-y],代入上下限[1,2]得1/2*(ln4-1)

在乘上da積分的pi/2即得答案。

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