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(完整版)重积分习题及答案

第九章 重积分(A)1.填空题(1) 设()y x y x P 2,=,()23,y x y x Q =,定义于:D 10<<x ,10<<y ,则()σd y x P D⎰⎰, ()⎰⎰Dd y x Q σ,(2) 设曲顶柱体的顶面是()y x f z ,=,()D y x ∈,,侧面是母线平行于z 轴,准线为D的边界线的柱面,则此曲顶柱体的体积用重积分可表示为=V 。

(3) 在极坐标系中,面积元素为 。

2.利用二重积分的性质,比较下列积分大小(1) ()⎰⎰+Dd y x σ2与()⎰⎰+Dd y x σ3,其中积分区域D 由x 轴,y 轴以及直线1=+y x 所 围成。

(2) ()⎰⎰+D d y x σ2与()⎰⎰+Dd y x σ3,其中积分区域D 是由圆周()()21222=-+-y x 所围成。

3.利用二重积分性质,估计积分()⎰⎰++=Dd y x I σ92222的值,其中D 是圆形闭区域422≤+y x 。

4.交换积分()⎰⎰--a ax ax xa dy y x f dx 2222,的积分次序。

5.交换积分()⎰⎰-2120,ydx y x f dy 的积分次序。

6.交换二次积分()⎰⎰+-aa y y a y x f dy 022,的积分次序。

7.计算()⎰⎰+Dd y x σ23,其中D 是由两坐标轴及直线2=+y x 所围成的闭区域。

8.计算()⎰⎰+Dd y x x σcos ,其中D 是顶点分别为()0,0,()0,π和()ππ,的三角形区域。

9.计算()⎰⎰+Dyd x σsin 1,其中D 是顶点分别为()0,0,()0,1,()2,1和()1,0的梯形闭区域。

10.计算二重积分⎰⎰Ddxdy ,其中区域D 由曲线21x y -=与12-=x y 围成。

11.计算二重积分⎰⎰Dd xy σ2,其中D 是由圆周422=+y x 及y 轴所围成的右半闭区域。

12.计算⎰⎰+Dy x d 22σ,其中D 是圆环域4122≤+≤y x 。

13.计算()⎰⎰++Dd y x σ221ln ,D :122≤+y x ,0≥x ,0≥y 。

14.计算二重积分⎰⎰+Ddxdy y x 22,其中D :x y x 222≤+。

15.计算⎰⎰-1122xy dy e dx x 。

16.求区域()θcos 1+≤≤a r a 的面积。

17.求由x y 2=,2xy =,2=xy 围成的平面图形的面积。

18.求椭圆抛物面4422y x z --=与平面0=z 所围成的立体体积。

19.设平面上半径为a 的圆形薄片,其上任一点处的密度与该点到圆心的距离平方成正比,比例系数为k ,求该圆形薄片的质量。

20.由圆θcos 2=r ,θcos 4=r 所围成的均匀薄片,面密度ρ为常数,求它关于坐标原点O 的动惯量。

(B)1.选择题设空间区域1Ω:2222R z y x ≤++,0≥z ,2Ω:2222R z y x ≤++,0≥x ,0≥y ,0≥z ,则………………( )A .⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=214dv zdv B .⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=214dv dv C .⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=212ydv ydv D .⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=21zdv dv2.根据二重积分性质,比较下列积分大小: (1)()⎰⎰+Dd y x σln 与()[]⎰⎰+Dd y x σ2ln ,其中D 是三角形区域,三顶点分别为()0,1,()1,1,()0,2。

(2)()⎰⎰+Dd y x σln 与()[]⎰⎰+D d y x σ2ln ,其中D 是矩形闭区域:53≤≤x ,10≤≤y 。

3.估计积分值()⎰⎰++=Dd y x I σ10,其中D 是由圆周422=+y x 围成。

4.估计二重积分⎰⎰≤+++=10||||22sin cos 1001y x d yx I σ的值。

5.交换二次积分次序()⎰⎰--0112,y dx y x f dy 。

6.交换二次积分的次序:()⎰⎰-223211,y y dy y x f dy 。

7.改变积分次序()⎰⎰-x x x dy y x f dx 2,10。

8.计算二重积分⎰⎰Dxy dxdy ye ,其中D 是由直线1=x ,2=x ,2=y 及双曲线1=xy 所围成的区域。

9.计算二重积分⎰⎰-x y dy edx 02102。

10.计算积分⎰⎰+-xdy y x x dx 022101。

11.⎰⎰+σd e y x 其中D 是由1||||≤+y x 所确定的闭区域。

12.()⎰⎰-+Dd x y x σ22,其中D 是由直线2=y ,x y =及x y 2=所围成的闭区域。

13.计算⎰⎰Ddxdy xy 22,其中D 由抛物线x y =2及直线2-=x y 所围成。

14.计算dx xy x dy y⎰⎰1210sin 。

15.计算⎰⎰Dxy dxdy e ,D 是由曲线2x y =,0=y ,1=x 所围成的区域。

16.计算()⎰⎰-+-+-+a x a a xdydx yx a yx 0222222241。

17.计算⎰⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++--D dxdy y x y x 21222211,其中D 为122≤+y x 在第一象限的部分。

18.计算()⎰⎰≤++122||||y x dxdy y x 。

19.计算⎰⎰≤+1||||||y x dxdy xy 。

20.计算dxdy x y y x ⎰⎰≤≤≤≤--10112|| 21.计算三重积分⎰⎰⎰Ωxdw ,其中Ω由三个坐标面与平面12=++z y x 所围成。

22.计算()⎰⎰⎰++Vdxdydz z y x sin ,其中V 是平面2π=++z y x 和三个坐标平面所围成的区域。

23.计算积分⎰⎰⎰=Vxdxdydt I 。

24.计算积分()⎰⎰⎰++Vdxdydz z y x 22,其中V 为第一象限中由旋转抛物面22y x z +=与圆柱面122=+y x 所围成的部分。

25.计算()⎰⎰⎰Ω+=dxdydz y x I 22,其中Ω是由曲线⎩⎨⎧==022x zy 绕z 轴旋转一周而成的曲面与平面2=z ,8=z 所围的立体。

26.求由下列曲面所界的体积,y x z +=,xy z =,1=+y x ,0=x ,0=y 。

27.求由圆锥面224y x z +-=与旋转抛物面222y x z +=所围立体的体积。

28.求平面1=++czb y a x 被三坐标面所割出部分的面积。

29.求底圆半径相等的两个直交圆柱面222R y x =+及222R z x =+所围立体的表面积。

30.一个物体由旋转抛物面22y x z +=及平面1=z 所围成,已知其任一点处的体密度ρ与到z 轴的距离成正比,求其质量m 。

31.求由圆θcos a r =,θcos 2a r =所围成的均匀薄片的重心。

32.一均匀物体(密度ρ为常量)占有的闭区域Ω是由曲面22y x z +=和平面0=z ,a x =||,a y =||所围成的。

(1) 求其体积;(2) 求物体的重心;(3) 求物体关于z 轴的转动质量。

(C)1.将下面积分化为重积分,并求I 的值。

()()⎰⎰⎰⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-+---+-ϕϕϕϕsin 0sin sin 2222222222a b a y b ycgt y x y b y a y x dy dx e dy dx e I ,其中b a <<0,20πϕ<<为常数。

2.设区域D 为图中斜线部分,试将二重积分()⎰⎰=Ddxdy y x f I ,化为两种次序的二次积分。

3.计算三重积分()⎰⎰⎰Ω+dv z x ,其中Ω是由曲面22y x z +=与221y x z --=所围成的区域。

4.计算⎰⎰+Ddxdy y x |43|,D :122≤+y x 。

5.设()y x f ,连续,且()()⎰⎰+=Ddudv v u yf x y x f ,,,其中D 是由xy 1=,1=x ,2=y 所围区域,求()y x f ,。

6.(1) 计算⎰⎰--σσd ey x 22,其中(){}222|,R y x y x ≤+=σ;(2) 试证⎰∞+-=22πdx e x 。

7.求曲面Σ:122++=y x z 上任一点的切平面与曲面S :22y x z +=所围立体Ω的体积。

8.设()()⎰⎰⎰≤++++=2222222t z y x dxdydz z y x f t F ,其中()u f 为连续函数,()0f '存在,且()00=f ,()10='f ,求()5limt t F t →。

第九章 重积分(A)1.填空题(1) 设()y x y x P 2,=,()23,y x y x Q =,定义于:D 10<<x ,10<<y ,则()σd y x P D⎰⎰, > ()⎰⎰Dd y x Q σ,(2) 设曲顶柱体的顶面是()y x f z ,=,()D y x ∈,,侧面是母线平行于z 轴,准线为D的边界线的柱面,则此曲顶柱体的体积用重积分可表示为=V ()⎰⎰Dd y x f σ|,|。

(3) 在极坐标系中,面积元素为θσrdrd d =。

2.利用二重积分的性质,比较下列积分大小(1) ()⎰⎰+Dd y x σ2与()⎰⎰+Dd y x σ3,其中积分区域D 由x 轴,y 轴以及直线1=+y x 所 围成。

解:在区域D 内,1≤+y x ,两边乘以()2y x +,得()()23y x y x +≤+,故由性质得:()()⎰⎰⎰⎰+≤+DDd y x d y x σσ23(2) ()⎰⎰+D d y x σ2与()⎰⎰+Dd y x σ3,其中积分区域D 是由圆周()()21222=-+-y x 所围成。

解:令两被积函数相等,得0=+y x 或1=+y x ,直线1=+y x 与圆周()()21222=-+-y x 交点为()0,1由图知:D 位于1≥+y x 的半平面内故()()32y x y x +≤+,因而()()⎰⎰⎰⎰+≤+DDd y x d y x σσ32。

3.利用二重积分性质,估计积分()⎰⎰++=Dd y x I σ92222的值,其中D 是圆形闭区域422≤+y x 。

解:因为4022≤+≤y x ,故17922922≤++≤y x ,故()⎰⎰⎰⎰⎰⎰=⨯=≤++≤=DDDd d y x d ππσσσπ10827417922936224.交换积分()⎰⎰--a ax ax xa dy y x f dx 2222,的积分次序。

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