面积积分_被积函数的奇偶性问题(定积分、重积分、线积分、面积分)
? ? ? 我們在高等數學中,學習了定積分、二重積分、三重積分、曲線積分、曲面積分。其中奇偶對稱性、輪換對稱性,一定要好好理解和體會,切不可混淆兩種對稱性。
? ? ? 定積分、二重積分、三重積分、第一類曲線積分、第一類曲面積分,都用到了奇偶對稱性、輪換對稱性。
下面以第一類曲面積分進行討論:
下面舉例說明,如何應用上面的理論進行解題:
上面這個例題,很容易判斷關于x,y,z都是偶函數。但區域僅僅關于yoz、xoz面對稱。因此用了2次奇偶對稱,變為4倍的第一卦限的積分。
再舉個例子:
分析:
本題的A,左邊的被積函數關于x為奇函數,而積分曲面關于yoz對稱,因此左邊=0;
選項B,左邊的被積函數關于y為奇函數,而積分曲面關于xoz對稱,因此左邊=0;
選項D,左邊的被積函數關于y(或X)為奇函數,而積分曲面關于xoz(或yoz)對稱,因此左邊=0;
對于選項C來說,左邊被積函數關于Z為奇函數,但積分曲面關于XOY不對稱,因此不能采用這種方式。
注意:
選項C中的f(x,y,z)=z,沒有字母X,因此關于X為偶函數,而積分曲面關于YOZ對稱,這樣上半球面的后側與前側合并為2倍的前側曲面積分;
再就是f(x,y,z)=z中沒有字母Y,因此又關于Y為偶函數,而積分曲面關于XOZ對稱,這樣積分曲面的左側和右側,再一次合并為2倍的右側(即第一卦限的曲面),因此結果為4倍的第一卦限的積分。
再次注意,這里的被積函數還是f(x,y,z)=z,而積分曲面為第一卦限的球面,顯然曲面方程關于字母X、Y、Z具備了輪換對稱性,因此在第一卦限對被積函數Z的曲面積分=被積函數X的曲面積分=被積函數Y的曲面積分。即:
所以選項C是正確的。
上面的理論,一定要好好體會和理解,熟練掌握該知識點,對于這類題,具有事半功倍的效果。
總結
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