二重积分 -- 立体的体积
是的,你的理解基本正确,但我们可以更严谨地表达如下:
✅ 二重积分的几何意义:
二重积分常用于计算一个函数在某个区域 D D D 上方所围成的立体的体积。
具体来说:
若有一个函数 f ( x , y ) ≥ 0 f(x, y) \geq 0 f(x,y)≥0,并且 D D D 是 x y xy xy 平面上的一个有界区域,则:
∬ D f ( x , y ) d A \iint_D f(x, y)\, dA ∬Df(x,y)dA
表示的是曲面 z = f ( x , y ) z = f(x, y) z=f(x,y) 与平面区域 D D D 所围成的立体体积。
🎯 直观理解(类比一维积分):
- 一维积分 ∫ a b f ( x ) d x \int_a^b f(x)\, dx ∫abf(x)dx:表示曲线 y = f ( x ) y = f(x) y=f(x) 与 x x x 轴之间从 a a a 到 b b b 的“曲边梯形”面积。
- 二重积分 ∬ D f ( x , y ) d A \iint_D f(x, y)\, dA ∬Df(x,y)dA:表示曲面 z = f ( x , y ) z = f(x, y) z=f(x,y) 与 x y xy xy 平面上的区域 D D D 之间围成的体积。
📌 补充说明:
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若 f ( x , y ) < 0 f(x, y) < 0 f(x,y)<0,则二重积分表示的是“体积的负值”,即下方的体积。
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若 f ( x , y ) = 1 f(x, y) = 1 f(x,y)=1,那么二重积分就变成了计算区域 D D D 的面积:
∬ D 1 d A = 区域 D 的面积 \iint_D 1\, dA = \text{区域 } D \text{ 的面积} ∬D1dA=区域 D 的面积
✅ 小结:
几何意义 | 二重积分表达式 | |
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平面区域 D D D 的面积 | ∬ D 1 d A \iint_D 1\, dA ∬D1dA | |
曲面 z = f ( x , y ) z = f(x, y) z=f(x,y) 与平面区域 D D D 所围成的立体体积 | ∬ D f ( x , y ) d A \iint_D f(x, y)\, dA ∬Df(x,y)dA |