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求解二重积分(2x+y)dσ在x+y=1与坐标轴围成区域D的值计算问题

时间:2025-11-29 18:27 来源:网络整理 转载:我的网站

在探讨数学问题时,我们常常会遇到一些复杂的积分计算。今天,我们要解决的问题是求二重积分(2x+y)dσ在x+y=1与两坐标轴围成区域D的值。

首先,我们需要明确这个区域D的边界条件。它由直线x+y=1与坐标轴x轴和y轴共同围成。这意味着我们需要确定这个区域的具体形状和边界。

接下来,我们可以通过图形分析来确定该区域的范围。在直角坐标系中,直线x+y=1与x轴的交点为(1,0),与y轴的交点为(0,1)。因此,区域D是一个三角形区域,其顶点分别为(0,0),(1,0),和(0,1)。

为了计算二重积分,我们需要将积分区域D进行适当的分割,并选择合适的积分顺序。在这个例子中,我们可以选择先对y进行积分,再对x进行积分。

接下来是具体的积分过程:

首先,我们需要将二重积分转换为累次积分的形式。由于我们的区域D是一个三角形区域,我们可以将其表示为:0≤x≤1且0≤y≤1-x。

因此,二重积分可以表示为:

\[ \int_{0}^{1} \int_{0}^{1-x} (2x+y) \, dy \, dx \]

接下来我们分别计算这两个累次积分:

对于内部的y积分部分:

\[ \int_{0}^{1-x} (2x+y) \, dy = [2xy + \frac{y^2}{2}]_{0}^{1-x} = 2x(1-x) + \frac{(1-x)^2}{2} = 2x - 2x^2 + \frac{1 - 2x + x^2}{2} = 3x - 3x^2 + \frac{1}{2} - x + \frac{x^2}{2} = 3x - 3x^2 - x + \frac{1}{2} + x^2/2 = 3x - 3x^2 - x + x^2/2 + 1/2