直角坐标系:为了方便, 用D表示平面区域, 用Ω表示空间区域, 并将空间区域Ω主要分以下两大类:
先一后二法:一般地, 若积分区域Ω属于 (ⅰ) 类区域, 则采用“先一后二”法.。
比如Ω是XY-型区域, 采用先对z积分后对x, y求二重积分的积分顺序,
一般步骤:
先二后一法:一般地, 若积分区域Ω属于 (ⅱ ) 类区域, 且被积函数形如“f (z) ”、“f (x) g (y, z) ”、“f (x) g (y) h (z) ”等, 则采用“先二后一”法.
比如Ω是Z-型区域, 被积函数f (x, y, z) =f1 (z) g (x, y) , 宜采用先对x, y求二重积分后对z求积分的顺序
一般步骤:
柱面坐标系:
柱面坐标的定义:设M (x, y, z) 为空间内一点, 并且设点M在坐标面xOy上的投影M'的极坐标为 (r, θ) , 则有序三元数组 (r, θ, z) 就叫做点M的柱面坐标 (如图所示) 。
规定:
r, θ, z的变化范围分别为: 0≤r≤+∞,0≤θ≤2Π,-∞≤z≤+∞
柱面坐标与直角坐标的关系:
点M的直角坐标 (x, y, z) 和柱面坐标 (r, θ, z) 的关系为:
柱面坐标系三个坐标面:
r为常数:以z轴为中心轴的圆柱面;θ为常数:过z轴的半平面;z为常数:与x Oy面平行的平面。
计算公式:
柱面坐标下三重积分的体积微元dv=rdr dθ dz, 因此利用可得柱面坐标下三重积分的形式为:
Ω={ (r, θ, z) |z1 (r, θ) ≤z≤z2 (r, θ) , (r, θ) ∈Dr θ},Dr θ= { (r, θ) |θ1≤θ≤θ2, r1 (θ) ≤r≤r2 (θ) }
球面坐标系:
球面坐标的定义:设M (x, y, z)为空间内一点,则点M可以用三个有次序的数人r,φ,θ来确定,其中r为原点O与点M间的距离,φ为有向线段OM与z轴正向所夹的角,θ为从z轴正向来看自x轴按逆时针方向转到有向线段OP的角(P为M在xOy面上的投影),这样(r,φ,θ)为M的球面坐标。
规定:0≤r≤+∞,0≤φ≤Π,0≤θ≤2Π
球面坐标与直角坐标的关系:x=r sinφ cos θ,y=r sinφ sin θ,z=r cosφ
球面坐标系三个坐标面:
r为常数:以原点为球心,r为半径的球面;
φ为常数:以原点为顶点,z轴为对称轴,半顶角为φ的圆锥面;
θ为常数:过z轴,与半坐标面x Oy(x≥0)的夹角为θ的半平面。
在球坐标系下, 空间任意体积微元表示为d V=r2sinφdrdθdφ