二重积分的对称、平移与标准矩

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方法选择

  • 对称性同时检查区域和被积函数;平移后重新判断对称轴。
  • 关于 对称时,将 与 相加。
  • 圆盘上 ;椭圆先伸缩到单位圆。
  • 平移圆盘上的一次项消失,二次项拆成中心坐标平方与圆心常数。

必考

880 第6章基础选择 2

原题

设 是以 为顶点的三角形, 是 在第一象限的部分。求

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

可写为 。直接先对 积分可见 项积分为零,而

右端正是 ,选 。

880 第6章基础填空 3

原题

设 , 且连续,求,

解析

交换 后区域不变,两个被积函数之和恒为 。故,所以 。

880 第6章基础填空 4

原题

设 ,求,

解析

正方形被对角线分成两个对称三角形,且 关于交换 对称。对角线面积为零,因此

880 第6章基础填空 5

原题

设 ,求,

解析

在交换 后变号,其积分为零。故

880 第6章综合填空 1

原题

设 ,求,

解析

令 。固定 时,沿 方向的截段长度为 ,故, 关于 对称,因此

1000 基础篇第14章 4

原题

设 由 与 围成,判断的符号依赖哪些参数。

  • (A) 等于
  • (B) 符号与 有关,与 无关
  • (C) 符号与 有关,与 无关
  • (D) 符号与 都有关

解析

关于 轴对称, 关于 为奇函数,故其积分为零; 除零测集外为正。因此积分符号只与 有关,选 。

1000 基础篇第14章 9

原题

设 ,化简

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

区域是正方形 中圆 之外的部分。先用关于 轴的偶性取右半,再用 将第一象限内关于 对称的两块合并,得到

选项 C 是利用对称性后的简式。选项 A 是原积分直接换序所得的分段式,也与原积分相等;按当前 OCR 题面,A、C 两项均成立,选项设置存在重复等价。

1000 基础篇第14章 15

原题

设 由 与 围成,计算,

解析

关于 为奇函数,积分为零。极坐标下

故

1000 基础篇第14章 17

原题

设 , 为任意连续函数,求,

解析

先对 积分,得到偶函数权,记方括号为 ,直接代入可得 。奇函数乘偶函数在 上积分为零,故结果为 。

1000 基础篇第14章 21

原题

设 ,计算,

解析

令 。单位圆盘上一次项消失,且 。因此

1000 基础篇第14章 22

原题

设 ,计算,

解析

是圆心 、半径 的圆盘。令 ,奇次项消失,故

1000 强化篇第14章 2

原题

设 , 是第 象限部分,,判断哪个 。

  • (A)
  • (B)
  • (C)
  • (D)

解析

关于 对称,而 交换变量后变号,故 。在第四象限 ,被积函数为正,所以 ,选 。

1000 强化篇第14章 6

原题

计算

解析

区域关于 轴对称, 关于 为奇函数,积分为零。剩余积分等于上半单位圆面积减去上半星形线 的面积:

1000 强化篇第14章 24

原题

设,计算 。

解析

把 写成大半圆减小半圆。大半圆上 消失,。小半圆平移 后,被积函数为 ,其中,因此

拓展

880 第6章基础填空 8

原题

设 ,求,

解析

单位圆盘上 ,故

880 第6章基础填空 9

原题

区域 由 所围,求 。

解析

按 积分:,令 ,根式为 ;其中含 的部分为奇函数。故

880 第6章基础填空 10

原题

设 ,求 。

解析

是圆心 、半径 的圆盘。 的积分为零, 的平均值为圆心横坐标 ,故

1000 强化篇第14章 8

原题

设 ,求,

解析

令 ,,新区域是四分之一单位圆。其面积为 ,且 。故

1000 强化篇第14章 11

原题

设 ,求 。

解析

项积分为零,故

1000 强化篇第14章 12

原题

设 ,求,

解析

椭圆关于两轴对称,一次项消失。利用

得到

1000 强化篇第14章 25

原题

设 ,求 。

解析

平移到单位圆后,一次项消失。两个平方矩各为 ,两个圆心常数各贡献 ,故

1000 强化篇第14章 29

原题

设 ,求 。

解析

线性函数在中心对称圆盘上的平均值等于圆心处的值 ,圆盘面积为 ,故结果为 。

1000 强化篇第14章 37

原题

区域 由 所围,计算,

解析

直接按 积分:,令 ,再用 计算标准偶函数积分,得到

880 第6章综合填空 5

原题

设,求 。

解析

令 ,则 ,新区域为单位圆盘。故

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