卡在這題?用 AI 解開它
Calculus · real student question

計算 x² − 8y 在 x 從 −2 到 −1、y 從 0 到 1 的矩形上的二重積分。

Question

計算

∬D(x2−8y) dx dy,D={−2≤x≤−1, 0≤y≤1}\iint_D (x^2-8y)\,dx\,dy, \qquad D=\{-2 \le x \le -1,\ 0 \le y \le 1\}

Step-by-step solution

  1. 先認出這是最簡單的情況。 DD 是矩形,所以上下限都是常數,積分順序也無所謂。這裡先對 xx 積:

    ∫01∫−2−1(x2−8y) dx dy\int_0^1 \int_{-2}^{-1} (x^2-8y)\,dx\,dy

  2. 把 yy 當成常數,對 xx 積分。

    ∫(x2−8y) dx=x33−8yx\int (x^2-8y)\,dx = \frac{x^3}{3}-8yx

  3. 代入 xx 的上下限。 在 x=−1x=-1:−13+8y-\tfrac{1}{3}+8y。在 x=−2x=-2:−83+16y-\tfrac{8}{3}+16y。相減得

    (−13+8y)−(−83+16y)=73−8y\left(-\tfrac{1}{3}+8y\right)-\left(-\tfrac{8}{3}+16y\right) = \tfrac{7}{3}-8y

    負的 xx 值是最容易弄錯正負號的地方——注意 (−2)3=−8(-2)^3 = -8,不是 88。

  4. 把結果對 yy 從 00 積到 11。

    ∫01(73−8y)dy=[73y−4y2]01=73−4=−53\int_0^1\left(\tfrac{7}{3}-8y\right)dy = \left[\tfrac{7}{3}y-4y^2\right]_0^1 = \tfrac{7}{3}-4 = -\tfrac{5}{3}

Answer

−53-\frac{5}{3}

Need to solve a different problem like this? Open the solver →