定义:设f(x,y)是有界闭区域D上的有界函数将D任意分割成n个小闭区域△o,Ao2,,Ao,其中△o表示第i个小闭区域,也表示它的面积;在每个△,上任取一点(5,n),作乘积f(S,n)A,并作和f(s,n,)Ao,=令入表示各小闭区域的直径的最大值,若入一0时上述和式总有极限,则称该极限为f(x,y)在D上的二重积分,记做「[f(x,y)do,DD:积分区域即, J f(x,y)do =limZf(5,n,)A,.被积函数f(x,y):1>0i=10面积元素do:
1 2 , , D n n i i 将 任意分割成 个小闭区域 ,其中 表示第 个小闭区域,也表示它的面积; 令 各小闭区域的直径的 表示 最大值. -6- 定义:设 是有界闭区域 上的有 fy D (, ) x 界函数. 0 1 ( , ) lim ( , ) . n ii i D i f yd f x 即, 在每个 上任 i (, ) (, ) ii ii i 取一点 ,作乘积 , f 1 (, ) n ii i i f 并作和 . (, ) (, ) D f xy D f xyd 二重 上述和式总有极限,则称该极限为 在 上的 积分,记做 , 若 时, 0 D:积分区域 d :面积元素 f xy (, ):被积函数
注1:二重积分只与f(x,y)和D有关,而与D的分割方式和(si,n)的选取方式均无关注2:当f(x,y)在D上连续,则[lf(x,y)d存在D注3:在直角坐标系下,可用平行于坐标轴的直线网格分割 D, 则d = dxdy, [[ f(x,y)do也写成[[ f(x,y)dxdy.DL注4:依据定义,可得「do=D的面积.D注 5:曲顶柱体体积=[[f(x,y)do;DJI p(x,y)do.平面薄片质量=D7-
(, ) (, ) 1 i i f xy D D 注 :二重积分只与 和 有关,而与 的分割方式 和 的选取方式均无关. (, ) (, ) . 5 D D f xyd xyd 曲顶柱体体积 ; 平面薄片质量 注 : 2 (, ) ( . , ) D f xy D f xyd 注 :当 在 上连续,则 存在 (, ) (, 3 ) . D D D d d xdy f x y d f x y dxdy 注 在直角坐标系下, 直线网格 , 可用平行于坐标轴的 分割 , 也 则 写成 : -7- 4 . D d D 注 :依据定义,可得 的面积
★二重积分的几何意义Z=f(x,y)设曲顶柱体的体积V.(1I) z= f(x,y) ≥0, ([ f(x,y)do =V;D(2) z= f(x,y)≤0, (/ f(x,y)do =-V;D(3)z=f(x,y)在D上变号,(f(x,y)do等于xOy面D上方曲顶柱体的体积一xOv面下方曲顶柱体的体积8
(1) ( , ) 0 ( , ) D z f xy f xyd V , ; (2) ( , ) 0 ( , ) D z f xy f xyd V , ; (3) ( , ) ( , ) . D z f x y D f x y d xOy xOy 在 上变号, 面 等于 上方曲顶柱体的体积 面下方曲顶柱体的体积 ★二重积分的几何意义 设曲顶柱体的体积 V. - 8 -
二、二重积分的性质假定这里所涉及的函数在有界闭区域D上是可积的(1)常数因子可提到积分号之外:[kf(x,y)do=k[[f(x,y)do (k为常数).D?(2)函数的代数和的积分等于各函数的积分的代数和:[Lf(x, y)±g(x, y)]do =[[ f(x, y)do± [[ g(x, y)doDD(3)积分对区域的可加性:若D可分解为两个互不重叠的区域D和D,且f(x,y)在D和D,上均可积,则[[ f(x, y)do = [ f(x, y)do + [[ f(x, y)doDDD2
(1) ( , ) ( , ) ( ). D D kf x y d k f x y d k 常数因子可提到积分号之外: 为常数 二、二重积分的性质 -9- 假定这里所涉及的函数在有界闭区域 上是可积的 D . (2) [ ( , ) ( , )] ( , ) ( , ) . D DD f xy gxy d f xyd gxyd 函数的代数和的积分等于各函数的积分的代数和: 1 2 12 12 (3) (, ) (, ) (, ) (, ) . DDD D D D f xy D D f xyd f xyd f xyd 若 可分解为两个互不重叠的 区域 和 ,且 在 和 上均可 积分对区域的可加性: 积,则
(4)积分保持不等号的性质:若在D上f(x,y)≤g(x,y),则[[f(x,y)do≤[[ g(x,y)do;DD特别的,[[ f(x, y)do≤ [[If(x, )]do.D(5)积分的估值不等式:设M,m分别是f(x,y)在闭区域D上的最大值和最小值,为D的面积,则 mo≤[[f(x,y)do≤Mo.D(6)积分中值定理:设f(x,J)在闭区域D上连续,α为D的面积,则在D[l f(x, y)do = f(5,n)..上至少存在一点(5,n),使得D-10-
-10- (4) (, ) (, ) (, ) (, ) D D D f x y g x y f x y d g x y d 若在 上 , 积分保持不等号的性质: 则 ; (5) (, ) (, ) , . D f xy m f xyd M Mm D D 设 分别是 在闭区域 上的最大值和最小值, 为 积分的估值不等式 则 : 的面积, (6) (, ) (, ) (, ) (, ) . D f xy D D D f xyd f 设 在闭区域 上连续, 为 的面积,则在 上至 积分中值定理: 少存在一 点 使得 , (, ) (, ) . D D f xyd f xy d 特别的,