极坐标系下的交换积分次序
我把极坐标系下的交换积分次序总结为动静与静动之间的转换,下面通过一个例子感受一下
ρ = 1 、 ρ = 1 + cos θ \rho=1、\rho=1+\cos\theta ρ=1、ρ=1+cosθ
∫ 0 π / 2 d θ ∫ 1 1 + cos θ f ( ρ cos θ , ρ sin θ ) ρ d ρ \int_{0}^{\pi/2}d\theta\int_{1}^{1+\cos\theta}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)\rho d\rho ∫0π/2dθ∫11+cosθf(ρcosθ,ρsinθ)ρdρ
上例中先积 ρ \rho ρ 后积 θ \theta θ,
我们发现 ρ \rho ρ 的上下限是 1 1 1 到 1 + cos θ 1+\cos\theta 1+cosθ,显然 θ \theta θ 改变的话,上限也会发生变化,即变化的范围,我把它称为动
我们发现 θ \theta θ 的上下限是 0 0 0 到 π / 2 \pi/2 π/2,显然是一个固定的范围,我把它称为静
我们交换积分次序,即动态范围的 ρ \rho ρ、静态范围的 θ \theta θ 改变为 静态范围的 ρ \rho ρ、动态范围的 θ \theta θ
注意:我所说的动静是针对范围或者说界限的(积分上下限)
动态范围的 ρ \rho ρ、静态范围的 θ \theta θ
∫ 0 π / 2 d θ ∫ 1 1 + cos θ f ( ρ cos θ , ρ sin θ ) ρ d ρ \int_{0}^{\pi/2}d\theta\int_{1}^{1+\cos\theta}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)\rho d\rho ∫0π/2dθ∫11+cosθf(ρcosθ,ρsinθ)ρdρ
静态范围的 ρ \rho ρ、动态范围的 θ \theta θ
∫ 1 2 ρ d ρ ∫ 0 arccos ( ρ − 1 ) f ( ρ cos θ , ρ sin θ ) d θ \int_{1}^{2}\rho d\rho\int_{0}^{\arccos(\rho-1)}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)d\theta ∫12ρdρ∫0arccos(ρ−1)f(ρcosθ,ρsinθ)dθ