三重积分(一)
一.三重积分的定义
设是空间有界闭区域上的有界函数,将闭区域任意分成个小闭区域,其中表示第个小闭区域,也表示它的体积,在每个上任取一点,作乘积,并作和
.
如果当各小闭区域的直径中的最大值趋近于零时,这和式的极限存在,则称此极限为函数在闭区域上的三重积分,记为
.
二.三重积分的计算——投影法
设一空间立体占有如图闭区域,其密度函数为,则该立体的质量
将向面投影得区域,这样立体的质量就可视为面密度为
的平面薄片的质量,故有
.
三.三重积分的计算——截面法
设一空间立体占有如图才区域,其密度函数为,则该立体的质量
.
将向轴投影得区间,这样立体的质量就可视为面密度为的细棒的质量,故有
.
视具体情况可进一步化为三次积分. 特别地,当仅是的表达式,而的面积又易计算时,可使用这种方法. 例如,设,则有
.
四.利用对称性化简三重积分计算
利用对称性化简三重积分的计算时,应注意:
1. 积分区域关于坐标面的对称性;
2. 被积函数在积分区域上的关于三个坐标轴的奇偶性. 一般地,对三重积分
,
若积分区域关于平面对称,且被积函数是关于变量的奇函数,即
时,则;
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