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    二重積分的輪換對稱性

    回答
    愛揚教育

    2022-01-28

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    積分輪換對稱性是指坐標的輪換對稱性,簡單的說就是將坐標軸重新命名,如果積分區(qū)間的函數(shù)表達不變,則被積函數(shù)中的x,y,z也同樣作變化后,積分值保持不變。積分輪換對稱性主要分為二重積分、三重積分、第一型曲線積分、第二型曲線積分等。

    擴展資料

      積分輪換對稱性特點及規(guī)律:

      (1) 對于曲面積分,積分曲面為u(x,y,z)=0,如果將函數(shù)u(x,y,z)=0中的x,y,z換成y,z,x后,u(y,z,x)仍等于0,即u(y,z,x)=0, 也就是積分曲面的方程沒有變,那么在這個曲面上的積分 ∫∫f(x,y,z)dS=∫∫f(y,z,x)dS;如果將函數(shù)u(x,y,z)=0中的x,y,z換成y,x,z后,u(y,x,z)=0,那么在這個曲面上的積分 ∫∫f(x,y,z)dS=∫∫f(y,x,z)dS;如果將函數(shù)u(x,y,z)=0中的x,y,z換成z,x,y后,u(z,x,y)=0,那么在這個曲面上的積分 ∫∫f(x,y,z)dS=∫∫f(z,x,y)dS ,同樣可以進行多種其它的變換。

      (2) 對于第二類曲面積分只是將dxdy也同時變換即可 ,比如:如果將函數(shù)u(x,y,z)=0中的x,y,z換成y,z,x后,u(y,z,x)=0,那么在這個曲面上的積 分 ∫∫f(x,y,z)dxdy=∫∫f(y,z,x)dydz,∫∫f(x,y,z)dydz=∫∫f(y,z,x)dzdx, ∫∫f(x,y,z)dzdx=∫∫f(y,z,x)dxdy。

      (3) 將(1)中積分曲面中的z去掉,就變成了曲線積分滿足的輪換對稱性:積分曲線為u(x,y)=0,如果將函數(shù)u(x,y)=0中的x,y換成y,x后,仍滿足u(y,x)= 0,那么在這個曲線上的積分 ∫f(x,y)ds=∫f(y,x)ds;實際上如果將函數(shù)u(x,y)=0中的x,y換成y,x后,仍滿足u(y,x)=0,則意味著積分曲線關于直線y=x對稱 。第二類三維空間的曲線積分跟(2)總結(jié)相同同。但第二類平面上的曲線積分不同∫f(x,y)dx=-∫f(y,x)dy.(注意前面多了一個負號)

      (4) 二重積分和三重積分都和(1)的解釋類似,也是看積分域函數(shù)將x,y,z更換順序后,相當于將坐標軸重新命名,積分區(qū)間沒有發(fā)生變化,則被積函數(shù)作相應變換后,積分值不變。