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高等數學,考研數學,數學分析曲面積分的圓對稱原理是什麽,如何使用,在什麽條件下使用?

坐標的旋轉對稱簡單來說就是重命名坐標軸。如果積分區間的函數表達式不變,被積函數中的x,y,z,y,z也改變後,積分值保持不變。

(1)對於曲面積分,積分曲面為u(x,y,z)=0。如果將函數u(x,y,z)=0中的x,y,z替換為y,z,x,u (y,z,x)仍等於0,即u(y,z)。如果把函數u(x,y,z)=0換成y,x,z,u(y,x,z)=0,那麽這個曲面上的積分∫∫ f (x,y,z) ds = ∫∫。如果把函數u(x,y,z)=0換成z,x,y,u(z,x,y)=0,那麽這個曲面上的積分∫∫ f (x,y,z) ds = ∫∫。

(2)對於第二種曲面積分,只需要同時變換dxdy即可。比如函數u(x,Y,z)=0中的X,Y,Z分別換成Y,Z,X,那麽U (y,Z,x) = 0,那麽這個曲面上的乘積就是∫∫ f (x

(3)如果去掉1中積分曲面上的z,就變成曲線積分所滿足的旋轉對稱性:積分曲線為u(x,y)=0。如果把函數u(x,y)=0中的x和y換成y和x,仍然滿足u (y,x) = 0,那麽這條曲線上的積分就是?.實際上,如果把函數u(x,y)=0換成y,x,仍然滿足u(y,x)=0,說明積分曲線關於直線y = X是對稱的,第二類和(2)是壹樣的。

(4)二重積分和三重積分類似於(1)的解釋,即改變了積分域函數中x,y,z,y,z的順序後,相當於重命名了坐標軸,積分區間沒有改變,所以被積函數相應變換後積分值保持不變。

註意兩點,壹是被積函數關於壹個變量的奇偶性,二是看積分面積是否關於變量的坐標軸對稱。

比如在2維空間中,如果被積函數是x的積函數,那麽積分區域是否關於y對稱,x和y坐標是否可以互換,那麽就要考察積分區域是否關於y = X對稱.

三維空間也類似。如果被積函數是x的積函數,那麽考察積分面積,看它是否關於YZ平面對稱。所謂旋轉對稱,需要三者之間可以互換。

但是需要註意的是,這裏有壹個特例,就是坐標的曲面積分,比如∫∫X^2dydz.如果x ^ 2關於YZ平面對稱,x ^ 2是偶函數,那麽這個積分為零,因為對於坐標的曲面積分,前後積分的符號正好相反。

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