的定义和性质,二重积分的充要条件,了解有界闭区域上的
基本要求:(1) 掌握二重积分的定义和性质,二重积分的充要条件,了解有界闭区域上
的连续函数的可积性(
(2) 平面点集可求面积的充要条件(
一 平面图形的面积
P
定义 内面积 I =, sup{s(T)}p p
I,inf{S(T)}外面积 pp
I定义 若平面图形P的面积I 等于它的外面积 ,则称P为可求面积的,并称其共同p
值为P的面积。
,,0定理21.1 平面有界图形P可求面积的充要条件是:对任给的,总存在直线网 T,使得
|S(T),s(T)|,, pp
I,,0推论 平面图形P的面积为零充要条件是它的外面积 ,0 ,即对对任给的,总p
存在直线网 T,使得 S(T),, p
定理 21.2 平面有界图形P可求面积的充要条件是:P的边界K的面积为零。
[a,b]定理21.3 若曲线K为定义在上的连续曲线,则曲线K的面积为零。
二 二重积分的定义及其存在性
曲顶柱体体积问题
z,f(x,y)
,V,f(,),,iii
n
V,,V,f(,),,,,iii,1i
f(x,y)J定义 设 是定义在可求面积的有界闭区域D上的函数, 是一个确定的常数,若
||T||,,,,0,,0对任意都存在一个,使得对于D的任何分割T,当它的细度时,属于T
的所有积分和都有
n
|f(,),,,J|,, ,ii,1i
f(x,y)f(x,y)则称 在D上可积,数J 称为函数在D上的二重积分,记作
J,f(x,y)d,,,D
f(x,y)其中称为二重积分的被积函数,称为积分变量,D为积分区域。 x,y
f(x,y),0z,f(x,y)当时,二重积分在几何上
示以 为曲顶的曲顶柱f(x,y)d,,,D
f(x,y),1体的体积,当时,二重积分的值就等于积分区域D的面积。 f(x,y)d,,,D
二. 可积条件 : .
上和与下和.
M,supf(x,y),m,inff(x,y) ii(x,y),,i(x,y),,i
n
S(T),M,,,s(T),m,,,,1iii,1i
f(x,y)定理21. 4 在D上可积的充要条件是:
. limS(T),lims(T)||T||,0||T||,0
f(x,y),,0定理21. 5 在D上可积的充要条件是:若对任意都存在D的某个分割T,
S(T),s(T),,使得
ff定理21. 6 在有界闭域D上连续 , 在D上可积 . ,
f(x,y)f(x,y) 定理21. 7 设 是定义在有界闭域D上的有界函数,若的不连续点都
f(x,y)落在有限条光滑曲线上,则在D上可积。
三 二重积分的性质 :
性质1 . kf(x,y)d,kf(x,y)d,,,,,,DD
性质2 关于函数可加性
(f,g)d,fd,gd,,,,,,,,,DDD
ff 性质3 则在D上可积 在和 ,intD,intD,, , D,D,D. D12121
可积 , 且 D2
fd,,fd,,fd,,,,,,,DDD12
性质4 关于函数单调性
f(x,y),g(x,y),(x,y),D,fd,gd,,,,,,DD
性质5 |fd,|f|d,,,,,,DD
性质6 . m,f,M , , mS,f(x,y)d,MS,DD,,D