Калькулятор двойных интегралов
Вычисляйте двойные интегралы по прямоугольным, произвольным или полярным областям с пошаговыми решениями на основе ИИ
Перетащите или нажмите , чтобы добавить изображения или PDF
Что такое двойной интеграл?
Двойной интеграл вычисляет накопление функции по двумерной области :
где — бесконечно малый элемент площади. В декартовых координатах ; в полярных координатах .
Распространённые физические смыслы:
- даёт площадь области .
- (функция высоты) даёт объём под поверхностью над .
- (поверхностная плотность) даёт массу тонкой пластины.
Ключевые навыки: выбрать координаты, расставить пределы и вычислить как повторные одинарные интегралы по теореме Фубини.
Как вычислять двойные интегралы
Теорема Фубини
Для непрерывной по прямоугольнику :
Подходит любой порядок, поэтому выбирайте тот, который проще интегрировать.
Области типа I и типа II
Тип I ( ограничен кривыми от ):
Тип II ( ограничен кривыми от ):
Полярные координаты
Для областей с круговой симметрией используйте , , :
Множитель из якобиана существенно важен — его пропуск является самой распространённой ошибкой.
Когда менять порядок интегрирования
Если внутренний интеграл становится неразрешимым (например, не имеет элементарной первообразной), смена порядка интегрирования часто делает задачу разрешимой. Сначала нарисуйте область, чтобы найти эквивалентные пределы в другом порядке.
Типичные ошибки, которых следует избегать
- Неверный порядок пределов: внутренние пределы могут зависеть от внешних переменных, но внешние пределы должны быть константами. Перепутаны = неверный ответ.
- Забывают полярный якобиан: , а не .
- Не рисуют область: для непрямоугольной рисунок делает выбор между типом I и типом II очевидным.
- Пытаются интегрировать невозможные внутренние функции: если вы наткнулись на или подобный неэлементарный подынтегральный, поменяйте порядок, прежде чем сдаваться.
- Ошибки знака с отрицательными подынтегральными функциями: если меняет знак на , двойной интеграл может быть равен нулю — это правильно, а не ошибка, которую нужно «исправлять».
Examples
Frequently Asked Questions
Используйте полярные, когда область или подынтегральная функция обладает круговой симметрией — круги, кольца, секторы или функции от x²+y². Якобиан r часто упрощает подынтегральную функцию, сокращая множители.
Теорема Фубини утверждает, что для непрерывной функции по прямоугольнику (или любой области, где интеграл абсолютно сходится) двойной интеграл равен повторному интегралу, и порядок интегрирования можно менять без изменения результата.
Нарисуйте область D. Найдите эквивалентные описания как тип I и тип II — то есть выразите ту же область с x, ограниченным кривыми от y, вместо y, ограниченного кривыми от x. Перепишите интеграл с новыми пределами.
Множитель r берётся из определителя якобиана преобразования из (x,y) в (r,θ). Геометрически тонкий полярный «сектор» имеет площадь r·dr·dθ, а не просто dr·dθ.
Related Solvers
Try AI-Math for Free
Get step-by-step solutions to any math problem. Upload a photo or type your question.
Start Solving