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1、1机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束第一节第一节 二重积分的概念与性质二重积分的概念与性质一、问题的提出一、问题的提出二、二重积分的概念二、二重积分的概念三、二重积分的性质三、二重积分的性质四、小结四、小结 思考题思考题2机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束柱体体积柱体体积= =底面积底面积高高【特点特点】平顶平顶. .柱体体积柱体体积= =？【特点特点】曲顶曲顶. .曲顶柱体的体积曲顶柱体的体积一、问题的提出一、问题的提出引例引例3机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【解法解法】类似定积分解决问题的思想类似定积分解决问题的思
2、想: :给定曲顶柱体给定曲顶柱体: :底底：xoy 面上的闭区域面上的闭区域D顶顶: : 连续曲面连续曲面侧面侧面：以以D的边界为准线的边界为准线 , , 母线平行于母线平行于z 轴的柱面轴的柱面求其体积求其体积. .“分割分割, 取近似取近似, 求和求和, 取极限取极限”4机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【步骤如下步骤如下】取近似、取近似、 求和：求和：用若干用若干个小平顶柱体体积之和近似个小平顶柱体体积之和近似表示曲顶柱体的体积，表示曲顶柱体的体积，分割：分割：先分割曲顶柱体先分割曲顶柱体的底，并取典型小区域，的底，并取典型小区域，得曲顶柱体的体积得曲顶柱体的体积
3、取极限：取极限：5机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束求平面薄片的质量求平面薄片的质量分割：分割：将薄片分割成若干小块，将薄片分割成若干小块，近似：近似：取典型小块，将其近似取典型小块，将其近似看作均匀薄片，看作均匀薄片， 求和：求和：所有小块质量之和所有小块质量之和近似等于薄片总质量近似等于薄片总质量【分析分析】 =常数常数时，质量时，质量= ，其中其中 为面积为面积. . 取极限：取极限：得得薄片总质量薄片总质量若若 为为非常数非常数，仍可用，仍可用“分割分割, 取近似取近似, 求和求和, 取极限取极限”解解决决.6机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结
4、束结束两个问题的两个问题的共性共性：(1) 解决问题的步骤相同解决问题的步骤相同(2) 所求量的结构式相同所求量的结构式相同“分割分割, 取近似取近似, 求和求和, 取极限取极限”曲顶柱体体积曲顶柱体体积: : 平面薄片的质量平面薄片的质量: : 7机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束二、二重积分的概念二、二重积分的概念8机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束积积积积分分分分区区区区域域域域积积积积分分分分和和和和被被被被积积积积函函函函数数数数积积积积分分分分变变变变量量量量被被被被积积积积表表表表达达达达式式式式面面面面积积积积元元元元素素素素9机
5、动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束2. .【对二重积分定义的说明对二重积分定义的说明】存在的存在的必要条件必要条件. .(1)积分存在时，值与区域的分法和点的取法无关积分存在时，值与区域的分法和点的取法无关代替代替？不能用不能用连续连续是二重积分存在的是二重积分存在的充分条件充分条件10机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束3.【二重积分的几何意义二重积分的几何意义】4.【物理意义物理意义】表表曲顶柱体的体积曲顶柱体的体积. .1)若若表表曲顶柱体体积的负值曲顶柱体体积的负值. .2)若若3)若若表表区域区域D的面积的面积. .几个特殊结果几个特殊结果
6、几个特殊结果几个特殊结果11机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束根据分割的任意性根据分割的任意性，当二重积分存当二重积分存在时在时，在直角坐标系下用平行于坐，在直角坐标系下用平行于坐标轴的直线网来划分区域标轴的直线网来划分区域D（特殊特殊分割的二重积分与任意分割的二重分割的二重积分与任意分割的二重积分相等）积分相等）故二重积分可写为故二重积分可写为D D则直角坐标系下面积元素为则直角坐标系下面积元素为即即12机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【性质性质1】【性质性质2】（二重积分与定积分有类似的性质）（二重积分与定积分有类似的性质）三、二重积分的性
7、质三、二重积分的性质逐项积分逐项积分【线性线性性质性质】线性线性性质可以推广至有限个函数的情形。性质可以推广至有限个函数的情形。13机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【性质性质3】 对对区域区域具有具有可加性可加性【性质性质4】若若 为为D的面积的面积，【性质性质5】若在若在D上上特殊地特殊地则有则有比较性质比较性质14机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【性质性质6】【性质性质7】（二重积分中值定理）二重积分中值定理）（二重积分估值不等式）二重积分估值不等式）【几何意义几何意义】曲顶柱体的体积等于一个平顶柱体的体积曲顶柱体的体积等于一个平顶柱体的
8、体积15机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【证明证明】以下仅证性质以下仅证性质7（中值定理）（中值定理）由由估值估值性质得性质得据据有界闭域上的连续函数的介值定理有界闭域上的连续函数的介值定理变形后变形后 【得证得证】16机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【例例1】 比较下列积分的大小比较下列积分的大小: :其中其中【解解】积分域积分域D 的边界为圆周的边界为圆周它与它与x 轴交于点轴交于点(1,0) , ,而区域而区域D位位从而从而于直线的上方于直线的上方, , 故在故在 D 上上 作业题、课后习题作业题、课后习题17机动机动 目录目录 上页上
9、页 下页下页 返回返回 结束结束【解解】18机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【解解】19机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【解解】【分析分析】被积函数在积分区域上的正负决定二被积函数在积分区域上的正负决定二重积分的符号重积分的符号.（比较性质的特例）（比较性质的特例）20机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【解解】课后习题课后习题21机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【解解】区域区域D的面积的面积故故即即课后习题课后习题22机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【例例7】1.设函
10、数设函数D 位于位于x 轴上方的部分为轴上方的部分为D1 1 , ,在在D上上当区域关于当区域关于y 轴对称轴对称, , 函数关于变量函数关于变量x 有有在闭区域在闭区域D上连续上连续, ,D关于关于x 轴对称轴对称, ,则则则则奇偶性时奇偶性时,仍仍有类似结果有类似结果. .23机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束在第一象限部分在第一象限部分, 则有则有【说明说明】将该结论熟记，对以后计算带来很大方便将该结论熟记，对以后计算带来很大方便.（要要兼顾被积函数的奇偶性和积分区域的对称性兼顾被积函数的奇偶性和积分区域的对称性）【例如例如】24机动机动 目录目录 上页上页 下页
11、下页 返回返回 结束结束二重积分的定义二重积分的定义二重积分的性质（二重积分的性质（7条条）二重积分的几何意义二重积分的几何意义（曲顶柱体的体积）（曲顶柱体的体积）（积分和式的极限）（积分和式的极限）四、小结四、小结二重积分的物理意义二重积分的物理意义（平面薄片的质量）（平面薄片的质量）25机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【思考题思考题】 1. .将二重积分定义与定积分定义进行比较，将二重积分定义与定积分定义进行比较，找出它们的相同之处与不同之处找出它们的相同之处与不同之处. . 2. .在二重积分定义中能否用在二重积分定义中能否用 来代替来代替 ? ? 为什么为什么
12、? ?26机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束 1. .定积分与二重积分都表示某个和式的极限定积分与二重积分都表示某个和式的极限值，且此值只与被积函数及积分区域有关不值，且此值只与被积函数及积分区域有关不同的是定积分的积分区域为区间，被积函数为同的是定积分的积分区域为区间，被积函数为定义在区间上的一元函数，而二重积分的积分定义在区间上的一元函数，而二重积分的积分区域为平面区域，被积函数为定义在平面区域区域为平面区域，被积函数为定义在平面区域上的二元函数上的二元函数【思考题解答思考题解答】2. .不能不能. .27机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束【练习练习】机动机动被积函数被积函数相同相同, 且且非负非负, 【解解】 由它们的积分域范围可知由它们的积分域范围可知1. 比较下列积分值的大小关系比较下列积分值的大小关系:28机动机动 目录目录 上页上页 下页下页 返回返回 结束结束2. 设D 是第二象限的一个有界闭域 , 且 0 y 1, 则的大小顺序为的大小顺序为 ( )【提示提示】因因 0 y 1, 故故故在故在D上有上有
