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高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性

zhyuzh3d 2022-08-27 阅读 283


当积分区域 Ω 关于坐标面对称,  被积函数 f(x, y, z) 具有奇偶性时, 利用这些特点可以简化三重积分的计算, 这样的简算也称为对称奇偶性。

一.  假设 Ω 关于Oxy平面对称, Oxy平面将 Ω 对称地分为 

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_高数


高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_02

两部分。

   (1)如果f(x, y, z) 关于z是奇函数,  即总存在 f(x, y, -z) =  -f(x, y, z)

      则  

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_03

  (2) 如果 f(x, y, z)关于z是偶函数, 即总存在 f(x,  y,  -z) = f(x,  y,  z),  则

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_高数_04

二.  假设 Ω 关于Oxz平面对称, Oxz平面将 Ω 对称地分为 

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_05

和 

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_06

两部分。

   (1)如果f(x, y, z) 关于y是奇函数,  即总存在 f(x, -y, z) =   -f(x, y, z)

      则  

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_03

  (2) 如果 f(x, y, z)关于y是偶函数, 即总存在 f(x,  -y,  z)  =  f(x,  y,  z),  则

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_高数_08

  三.  假设 Ω 关于Oyz平面对称, Oxz平面将 Ω 对称地分为

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_高数_09


高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_10

两部分。 

   (1)如果f(x, y, z) 关于x是奇函数,  即总存在 f(-x, y,  z) =   -f(x, y, z)

      则  

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_03

  (2) 如果 f(x, y, z)关于 x 是偶函数, 即总存在 f(-x,  y,  z)  =  f(x,  y,  z),  则

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_12

四.  结论:  在重积分中,讨论被积函数f 的奇偶性,不是看函数 f是否关于直角坐标的原点
(或y轴)对称, 这不是我们分析的方向 。 绝不能用一元函数判断奇偶性的老方法!!

正确方法: 

1 先判断积分区域 关于哪个坐标面对称,

2  然后再将f中的x 代替为-x,  或者是y代替为-y,   或者是z 代替为-z. 

3. 再看f(-x, y, z)  或者f(x, -y, z) 或者f(x, y, -z)与哪个函数相等。

简要地说: 先看积分区域, 再将变量替换为相反值, 再看结果。

三重积分的奇偶性判断, 我们必须理解,  必须掌握!

看几个例题

例1:简算三重积分 

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_13

 解:

被积函数 f(x, y, z) =  zsinxsiny² 关于变量x是奇函数. f(-x,  y,  z) = -f(x, y, z).   所以原积分 

高数_第3章重积分_三重积分的奇偶性_三重积分_14

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