考研中换积分的步骤如下:
确定积分区域
根据给定的二次积分的上下限,确定积分区域。
绘制积分区域草图
画出积分区域的草图,并求出相关交点。
根据所要求的积分次序来表示积分区域。
写出改变积分次序后的二次积分
一般内层积分限可以是外层积分变量的函数,外层积分限应为常数。
示例
假设我们有一个在直角坐标系下的二次积分:
[
int_{a}^{b} int_{c(x)}^{d(x)} f(x, y) , dy , dx
]
要交换积分次序,我们需要重新描述积分区域,并写出新的积分表达式。例如,如果我们将积分次序从先对 $y$ 积分再对 $x$ 积分变为先对 $x$ 积分再对 $y$ 积分,新的积分表达式可能变为:
[
int_{m}^{n} int_{g(y)}^{h(y)} f(x, y) , dx , dy
]
其中,$m, n, g(y), h(y)$ 是新的积分上下限,需要通过绘制积分区域草图来确定。
注意事项
在交换积分次序时,务必检查原累次积分中上限是否大于下限,否则必须交换上下限。
交换积分次序后,积分区域的描述和积分表达式的形式都会发生变化,需要仔细分析并正确写出新的积分表达式。
方法
类直角坐标法:通过将极坐标转换为直角坐标,利用直角坐标系下的几何关系来重新描述积分区域。
极坐标常数穿越法:通过调整极坐标中的常数项,使得积分区域在极坐标系下更容易描述。
极坐标分析法:通过分析极坐标系下的积分区域,找到合适的变换方法将极坐标转换为直角坐标。
练习
多做相关练习题,特别是涉及积分次序交换的题目,有助于熟练掌握换积分的方法和技巧。可以通过查阅各类复习参考书和典型例题来加强这方面的训练。