II. Двойной интеграл в полярных координатах
Пусть x, y – декартовы координаты точки PÎD, а r и j - полярные координаты этой точки, так что: . (10) Якобиан отображения (10) равен r . Компакт D будем называть правильным в направлении лучей , если любой луч, выходящий из начала координат и проходящий через внутреннюю точку P компакта D, пересекает границу этого компакта в двух точках P1 и P2. При этом точка P1 называется точкой входа этого луча в компакт D, а точка P2 – точкой выхода этого луча из D. y y
j=j2 r=F2(j) P2
P1 j=j1 j2 r=F1(j) j1 0 x Рис.5
Далее, пусть компакт D ограничен лучами и линиями r=F2(j) и r=F1(j), состоящими соответственно из точек входа и точек выхода. (см. Рис. 5) Формула (8) примет вид: или . (11) Если полюс О принадлежит компакту D, то . Пример 1. Вычислим двойной интеграл , где R2 . à Компакт D является образом компакта (прямоугольника) при отображении: , якобиан которого равен r. j y
1 p D* -1 0 1 x 0 1
Рис.6 Поэтому, переходя от декартовых координат к полярным, согласно формуле (11) будем иметь:
Пример 2. Вычислим двойной интеграл , где R2 .
à Область интегрирования D есть замкнутый круг радиуса с центром в точке поскольку .
y Переходя к полярным координатам и учитывая, что при
любом фиксированном
0 1 x изменяется (в пределах области) от 0 до cosj (так как
, Рис. 7 будем иметь:
|