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三重积分

2023-01-25 13:35:38 暂无评论 百科资料

设三元来自函数f(x,y,z)在区域Ω上具有一阶连续偏导数,将Ω任意分割为n个小区域,每个小区域的直径记为ri(i=1,2,3.....n),体积记为Δδi,记||360百科T||=max{企查至ri},在每个小区域内取点f(ξi,ηi,ζi),作和式Σf(ξi,ηi,ζi)Δδi,若该和式当||界两让拿顺转T||→0时的极限存在且唯一(即与Ω的分割和点的选取无关),则称该极限为函数f(x,y,z)在区域Ω上的三重积分,记为∫∫∫f(x,到爱水突y,z)dV,其中dV=dxdydz。

  • 中文名 三重积分
  • 外文名 Triple integral
  • 三重积分号 ∫∫∫
  • 线性性质 线性性质
  • 计算方法 直角坐标系法

定义

来自积元素

  设三元函数z=f(x,y,z)定义在有界闭区域Ω上将区域Ω任意分成n个子域Δvi(i=123…,n)并以Δvi表示第i个子域的体积.在Δvi上任取一点(ξiηiζi)作和(n/i=1 Σ(ξiηiζi)Δvi).如果当各个子域的直径中的360百科最大值λ趋于零时,此和式的极限存在,则称此极限为函数f(x,y,z)在区域Ω上的三重积分,记为∫∫∫f(x,y,z)dv,即

  Ω

  ∫∫∫f(x,y,z)金洋坐者小李收dv=lim λ→0 (n/i=1 Σf(ξi,ηi,ζi)Δvi),其中dv叫做体积元素。

  Ω

术语

  ∫∫∫‥‥‥三重积分号

  f(x,y,z)‥‥‥被独内后积函数

  f(x,y,z)dv‥‥‥被积表达式

  dv‥‥‥体积元

  x,y,z‥‥‥积分变量

  Ω‥‥‥积分题编建市养区域

  Σf(ξi,ηi,ζi)Δδi‥‥‥积分和

三重积分的性质

性质1

  (k为常数)

性质2

  线性性质:

  设α、β为常数,则

性质3

  如果空间闭区域G被有限个曲面分为有限个子闭区域,则在G上的三重积分等于各部分闭区域上三重积分的和。

性质4

  如果在G错宪之八古帮上,且f(x,y,z)═1,v为G的体积,则v═∫∫∫1dv═∫∫∫dv.

  Ω Ω

性质5

封维企划期缺图  如果在G上,f(x,y,z)≤φ(x,y,z),则有,∫∫∫f(x,y,z)dv≤∫∫∫φ(x,y,z)dv,特殊地,若函数f(x,y,z)在Ω上可积,则|f(x,y,z)|亦在Ω上可积,且有|∫∫∫f(x,y,z)dv|∣≤∫∫∫|f(x,y,z)|dv.

  ΩΩ Ω Ω

性质6

  设M、m分别为f(x,y,z)在闭区域G上的最大值简已己天李沿船红蛋础液和最小值,v为G的体积,则有mv≤∫∫∫f(x,y,z)d请毫居著晚v≤Mv.

  Ω

性质7(积分中值定理)

  设函数f(x,y,z)在闭区域G上连续,v是G的体积,则在G上至少存在一个点(ζ,η,μ)使得

  ∫∫∫f(x,y,z)dv═f(ζ,η,μ)v。

  Ω

计算方法

1直角坐标系法

  适用于被积区域Ω不含圆形的区域,且要注意积分表来自达式的转换和积分上下限的表示方法

  ⑴先一后二法投影法,先计算竖直方向上的一竖条积分,再计算底面的积分。

  ①区域条件:对积足谓张脸书易分区域Ω无限制;

  ②草顾长赶却型息周项函数条件:对f(x,y,z)无限制。

  ⑵先二后一法(截面法):先计算底面积分,再计算竖直方向上的积分。

  ①区域条件:积分区域Ω为平面或其它曲面(不包括圆柱面、圆锥面、球面)所围成;

  ②函此报条例席井治定操抗数条件:f(x,y,)仅为一个变量的函数。

三重积分

2柱面坐标法

  适用被积区域Ω的投影为圆时,依具体函数设定,如设x2+y2=a2,x=asinθ,y=acosθ

  ①区域条件:积分区域Ω为圆柱形、圆锥形、球形或它们的组合;

  ②函数条件:f(x,y,z)为含有与x2+y2(或另两种形式)相关的项。

3球面坐标系法

 调吸我土已叶 适用于被积区域Ω包含球的一部分。

  ①区域条件:积分区域为球形或球形的一部分,锥 面也可以;

图片

  ②底望令换函数条件:f(x,y,z)含360百科有与x2+y2+z2相关的项。

几何意义

  就是立体的质量。

  当积分函数为1时,就是士位其密度分布均匀且满掉哥时久喜省配引煤为1,质量就等于其体积值。

  当积分函数不为1时,说明密度分布不均匀。

三重积分的对称性及其应用

  设Ω为空间有界闭区域,f(x,y,z)在Ω上连续;

  1. 如果Ω关于xOy(或xOz或yOz)对称,且f(x,y,z)关于z(或y或x)为奇函数,则:∫∫∫f(x,y,z)dv=0
  2. 如果Ω关于xOy(或xOz或yOz)对称,Ω1为Ω在相应的坐标面某一侧部分,且f(x,y,z)关于z(或y或x)为婷哪于搞端控才偶函数,则:∫∫∫f(x,y,z)dV=2∫∫∫f(x,y,z)dvΩ Ω1
  3. 如果Ω与Ω'关于平点械周印沿修早限面y=x对称,则:∫∫∫f(x,y,z)dv=∫∫∫f(y,x,z)dvΩ Ω'1

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