化 I=iiint_(Omega)f(x,y,z)dv 为直角坐标系下的三次积分,其中 Omega 是由坐标面 z=0,z=x^2+y^2 及 x+y=1 围成,则 I= ______.A. int_(0)^1dxint_(0)^sqrt(1-x^2)dyint_(0)^x^2+y^2f(x,y,z)dzB. int_(0)^1dxint_(0)^1-xdyint_(x+y)^x^2+y^2f(x,y,z)dzC. 以上都不对D. int_(0)^1dxint_(0)^1-xdyint_(0)^x^2+y^2f(x,y,z)dz
A. $\int_{0}^{1}dx\int_{0}^{\sqrt{1-x^2}}dy\int_{0}^{x^2+y^2}f(x,y,z)dz$
B. $\int_{0}^{1}dx\int_{0}^{1-x}dy\int_{x+y}^{x^2+y^2}f(x,y,z)dz$
C. 以上都不对
D. $\int_{0}^{1}dx\int_{0}^{1-x}dy\int_{0}^{x^2+y^2}f(x,y,z)dz$
题目解答
答案
解析
本题考查将三重积分化为直角坐标系下的三次积分,解题的关键在于确定积分区域 $\Omega$ 在 $xOy$ 平面上的投影区域,以及 $z$ 的积分上下限。
步骤一:确定积分区域 $\Omega$ 在 $xOy$ 平面上的投影区域 $D_{xy}$
已知积分区域 $\Omega$ 由坐标面 $z = 0$,$z = x^2 + y^2$ 及 $x + y = 1$ 围成。在 $xOy$ 平面上,$z = 0$,且 $x + y = 1$ 与坐标轴的交点为 $(1,0)$ 和 $(0,1)$。因为积分区域在第一卦限(由坐标面限定),所以 $x\geq0$,$y\geq0$。
因此,投影区域 $D_{xy}$ 是由 $x$ 轴、$y$ 轴和直线 $x + y = 1$ 所围成的三角形区域。
对于 $x$ 的范围,从 $x = 0$ 到 $x = 1$;对于给定的 $x$,$y$ 的范围是从 $y = 0$ 到 $y = 1 - x$。
步骤二:确定 $z$ 的积分上下限
在积分区域 $\Omega$ 中,$z$ 的下限是坐标面 $z = 0$,上限是曲面 $z = x^2 + y^2$。
步骤三:将三重积分化为三次积分
根据以上分析,先对 $z$ 积分,再对 $y$ 积分,最后对 $x$ 积分。
$z$ 的积分限为从 $0$ 到 $x^2 + y^2$,即 $\int_{0}^{x^2+y^2}f(x,y,z)dz$;
$y$ 的积分限为从 $0$ 到 $1 - x$,即 $\int_{0}^{1-x}dy$;
$x$ 的积分限为从 $0$ 到 $1$,即 $\int_{0}^{1}dx$。
所以,三重积分 $I=\iiint_{\Omega}f(x,y,z)dv$ 化为直角坐标系下的三次积分为 $\int_{0}^{1}dx\int_{0}^{1-x}dy\int_{0}^{x^2+y^2}f(x,y,z)dz$。