积分里的平移对称:先找中心,再拆奇偶

这一页在记什么

很多题并不关于坐标轴对称,却关于某条直线 、 或某个点 对称。 先平移,把对称中心搬到原点,再用奇偶性消项。

总口诀

先配方,找中心; 再平移,换变量; 后拆项,判奇偶; 奇项消,偶项留。

一元积分情形

若区间关于 对称,即,令,则

接下来只需判断 关于 的奇偶性。

例如先配方:,再令 ,得,其中是奇函数,直接消掉。

二重积分情形

若区域 关于直线 对称,令,这时凡是对 为奇函数的部分,积分都会消失。

最常用的拆法是,于是

若 关于 对称,则,所以,同理,若关于 对称,则

关于点 中心对称时

令

若区域 在下变号,则积分为 。

最常见可直接消掉的项有:

以及更一般的奇次组合,例如

什么时候要立刻想到这套方法

看到下面这些结构时,优先找中心:

  • 题目明说“区域是某个圆盘、椭圆、抛物线夹域平移后得到”

这套方法的本质

所谓“平移后奇偶消项”,和“对称区域的形心落在对称轴上”其实是一回事。 该换元把几何对称翻译成积分中的代数消项。

一句最该记住的话

区域关于某条直线或某个点对称时,可以先平移再判奇偶。

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