二重积分如何计算摆线的质心?
考研二重积分中质心的计算公式为:
∫∫D xdxdy=重心横坐标面积× d,∫∫D ydxdy=重心纵坐标面积×D。
当f(x,y)在D区域可积时,其积分值与划分bai的方法无关,所以可以选择两组平行于坐标zhi轴的直线来划分D,此时每个小区域的面积为δσ=δxδy,由此可见二重积分的值是由被积函数和积分区域* *决定的。将上述二重积分转化为二次定积分的计算称为:将二重积分转化为二次积分或重复积分。
设单位面积质量为1,
这个均匀圆弧的质量是(α/(2π)) * π a 2 = (1/2) α a 2。
很明显,质心应该在樊志形的对称轴上,它与圆心的距离为x。
那么:((1/2)αa2)x =∫∫(A * cosα)* DA * ADα=∫∫(cosα)A 2 dadα。
(a从0到a,α从-α/2到α/2)
((1/2)αa^2)x=∫∫(cosα)a^2dadα=∫(cosα)dα∫a^2da =2sin(α/2)*(1/3)a^3
=(2/3)sin(α/2)a^3
X=(4a/3)sin(α/2)
扩展数据:
计算极坐标下的二重积分,需要将被积函数f(x,y),积分面积d,面积元dσ表示在极坐标下。函数f(x,y)的极坐标形式为f(rcosθ,rsinθ)。为了得到极坐标下面积元dσ的变换,用坐标曲线网划分D,即以r=a,即O为圆心的圆和以θ=b,O为起点的射线无限划分D,设δ σ为R到r+dr,θ到θ+dθ的小面积。
这个函数的具体表达式是:f(x,y)=xy+1/8,方程的右边是二重积分值A,方程的最左边部分可以根据性质5变成常数A乘以积分面积1/3的面积,含有二重积分的方程可以变成未知数A来求解。
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