为什么二重积分的被积函数为常数时,代表的是积分区域的面积

如题所述

二重积分的被积函数为常数时,代表的是积分区域的面积,这句话是不对的。

1、因为是常数,既然是常数,就可以提取到积分符号外面;

2、一旦提取到积分符号外,那积分符号下的dxdy就是一个微元面积,整个区域的积分就是总面积。

3、由于积分符号外有一个常数,当初积分符号下的常数,可能是没有单位的  单纯的数学常数,这个常数乘以dxdy,其意义就是面积的倍数。

4、假如x、y不是真正的坐标,而是抽象的变量,那 z = Constant 可能是:等温过程、等压过程、等容过程。

5、假如x、y是真正的坐标,也容易理解,这个 z = Constant。  在数学上,这就是一个identity,就是一个恒等式。  例如 sin²x + cos²x = 1,这个恒等式跟x的取值无关;  又如 arcsin(x+y) + arccos(x+y) = ½π,

这个恒等式跟x、y的取值无关可能是指:在物理上,这就是一个conservation,是一个守恒定律
例如:不考虑势能时,有动能定理。同样不考虑动能时,也可以全用势能表示,当然是在保守系中才行。

扩展资料:

几何意义:在空间直角坐标系中,二重积分是各部分区域上柱体体积的代数和,在xoy平面上方的取正,在xoy平面下方的取负。某些特殊的被积函数f(x,y)的所表示的曲面和D底面所为围的曲顶柱体的体积公式已知,可以用二重积分的几何意义的来计算。

例如二重积分

 

其中

 

表示的是以上半球面为顶,半径为a的圆为底面的一个曲顶柱体,这个二重积分即为半球体的体积

 

数值意义:二重积分和定积分一样不是函数,而是一个数值。因此若一个连续函数f(x,y)内含有二重积分,对它进行二次积分,这个二重积分的具体数值便可以求解出来。如函数:

 

其积分区域D是由

 

所围成的区域。

其中二重积分是一个常数,不妨设它为A。对等式两端对D这个积分区域作二重定积分。 

故这个函数的具体表达式为:f(x,y)=xy+1/8,等式的右边就是二重积分数值为A,而等式最左边根据性质5,可化为常数A乘上积分区域的面积1/3,将含有二重积分的等式可化为未知数A来求解。

参考资料:百度百科-二重积分

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第1个回答  推荐于2017-12-15

你要从二重积分积分的意义和本质上理解较为简单。

给你个对二重积分本质的比较形象的理解,就是要充分理解这张图。

z=f(x,y)就是积分函数,他是个由x,y共同决定的算式。

积分的过程就是:

把xoy这个平面,无限的分成一堆小区域(你可以理解为一堆小圆圈或者小方格),把每个小区域的面积,乘以这个小区域对应的f(x,y)。最后把这些值都加起来。

如果f(x,y)是个常数k呢,那么结果就是:每个小区域的面积都乘以这个不变的常数,然后把他们加起来。这样我们就可以把这个常数k提出来。

积分结果为:常数k*所有小面积的加和。


因为所有小面积的加和就是整个积分区域的面积,所以,积分结果就为:

整个积分区域面积的k倍。(你之前的描述是不准确的)

其实就是一个以整个积分区域为横截面,高度为K的一个柱体的体积。(注意,从意义上说,二重积分积出来的都是体积,不是面积,只不过柱体的体积就等于面积的k倍)


这样应该可以让你从本质上,直观的理解二重积分,也就知道了你问的那个问题了。


还有什么想问的都可以追问,如果帮到您,敬请采纳,谢谢~

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第2个回答  2020-08-21
你要从二重积分积分的意义和本质上理解较为简单。

给你个对二重积分本质的比较形象的理解,就是要充分理解这张图。

z=f(x,y)就是积分函数,他是个由x,y共同决定的算式。

积分的过程就是:

把xoy这个平面,无限的分成一堆小区域(你可以理解为一堆小圆圈或者小方格),把每个小区域的面积,乘以这个小区域对应的f(x,y)。最后把这些值都加起来。

如果f(x,y)是个常数k呢,那么结果就是:每个小区域的面积都乘以这个不变的常数,然后把他们加起来。这样我们就可以把这个常数k提出来。

积分结果为:常数k*所有小面积的加和。

因为所有小面积的加和就是整个积分区域的面积,所以,积分结果就为:

整个积分区域面积的k倍。(你之前的描述是不准确的)

其实就是一个以整个积分区域为横截面,高度为K的一个柱体的体积。(注意,从意义上说,二重积分积出来的都是体积,不是面积,只不过柱体的体积就等于面积的k倍)

这样应该可以让你从本质上,直观的理解二重积分,也就知道了你问的那个问题了。

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