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二重积分I=∫∫(1+xy)/(1+x^2+y^2)dxdy其中D={(x,y)/x^2+y^2=0}

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/30 15:46:36
二重积分I=∫∫(1+xy)/(1+x^2+y^2)dxdy其中D={(x,y)/x^2+y^2=0}
答案是(π/2)*ln2
二重积分I=∫∫(1+xy)/(1+x^2+y^2)dxdy其中D={(x,y)/x^2+y^2=0}
I = ∫∫ (1 + xy)/(1 + x² + y²) dxdy,D = { (x,y) | x² + y² ≤ 1,x ≥ 0 }
{ x = rcosθ,{ y = rsinθ
- π/2 ≤ θ ≤ π/2,注意这界限,∵x ≥ 0,所以θ只能在第三、第四象限变化
I = ∫(- π/2→π/2) dθ ∫(0→1) (1 + r²sinθcosθ)/(1 + r²) • rdr
= ∫(- π/2→π/2) dθ • ∫(0→1) [r/(1 + r²) + r³/(1 + r²) • sinθcosθ] dr
= ∫(- π/2→π/2) (1/2)ln(r² + 1) + sinθcosθ • [r²/2 - (1/2)ln(r² + 1)] |(0→1) dθ
= ∫(- π/2→π/2) (1/2)ln(2) + [1/2 - (1/2)ln(2)] • sinθcosθ dθ
= (1/2)ln(2) • (π/2 + π/2) + [1/2 - (1/2)ln(2)] • 0
= (1/2)ln(2) • π
= (π/2)ln(2)

楼上的象限根本是错的
要是角度限制在[0,π]内,那是y ≥ 0而不是x ≥ 0,画个图就知道了
要x ≥ 0,x的值当然要在y轴右边了,即第三、第四象限才是的
对于y ≥ 0,y = √(1 - x²),θ∈[0,π]
对于x ≥ 0,x = √(1 - y²),θ∈[- π/2,π]
对于y ≤ 0,y = - √(1 - x²),θ∈[3π/2,2π]
对于x ≤ 0,x = - √(1 - y²),θ∈[π,3π/2]


[r²/2 - (1/2)ln(r² + 1)]

这步只是求∫ r³/(1 + r²) dr,你会做的吧
再问: [r²/2 - (1/2)ln(r² + 1)]这一步不懂,