二重积分变上限是指在计算二重积分时,将积分区域的上限变为一个变量,通过对该变量求导,再求不定积分的方法。
假设在二重积分中,积分区域的上限为变量t,下限为常数a。则二重积分的变上限写作对f(x,y)在积分区域D上的积分:
∬[D] f(x,y)dx dy
其中,D为积分区域,可以表示为D={(x,y)a≤ x ≤ t, g(x) ≤ y ≤ h(x)},其中a为常数,g(x)和h(x)为关于x的函数。
要将二重积分的上限变为t,首先需要对积分区域D进行微小增量Δt,得到D',即D'={(x,y)a≤ x ≤ t+Δt, g(x) ≤ y ≤ h(x)}。
则由积分中的限定条件可知,积分区域D和D'之间的差值为一个矩形带状的区域,记为ΔD。
ΔD可以表示为:
ΔD = { (x,y) t ≤ x ≤ t+Δt, g(x) ≤ y ≤ h(x) }
而这个矩形带状区域的面积可以用函数h(x)和g(x)的差值乘以Δt来表示,即:
ΔS = (h(x)-g(x))Δt
这样,二重积分在D'上的计算可以近似为:
∬[D'] f(x,y)dx dy ≈ ∫
两边同时除以Δt,可以得到:
∬[D'] f(x,y)dx dy / Δt ≈ (∫
当Δt趋近于0时,可以得到:
d/dt (∬[D] f(x,y)dx dy) = (∫
即将二重积分变上限的方法是对原函数在积分区域的各项求导,并将上限的变量t包含在求导中。再对所得的导数进行变量t的不定积分,即可得到二重积分的变上限结果。
需要注意的是,在进行二重积分变上限时,要确保所得的导数存在,积分区域和被积函数都需要满足一定的条件,否则可能无法得到正确的结果。
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