极坐标系下的交换积分次序
我把极坐标系下的交换积分次序总结为动静与静动之间的转换,下面通过一个例子感受一下
ρ
=
1
、
ρ
=
1
+
cos
θ
\rho=1、\rho=1+\cos\theta
ρ=1、ρ=1+cosθ
∫
0
π
/
2
d
θ
∫
1
1
+
cos
θ
f
(
ρ
cos
θ
,
ρ
sin
θ
)
ρ
d
ρ
\int_{0}^{\pi/2}d\theta\int_{1}^{1+\cos\theta}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)\rho d\rho
∫0π/2dθ∫11+cosθf(ρcosθ,ρsinθ)ρdρ
上例中先积
ρ
\rho
ρ 后积
θ
\theta
θ,
我们发现
ρ
\rho
ρ 的上下限是
1
1
1 到
1
+
cos
θ
1+\cos\theta
1+cosθ,显然
θ
\theta
θ 改变的话,上限也会发生变化,即变化的范围,我把它称为动
我们发现
θ
\theta
θ 的上下限是
0
0
0 到
π
/
2
\pi/2
π/2,显然是一个固定的范围,我把它称为静
我们交换积分次序,即动态范围的
ρ
\rho
ρ、静态范围的
θ
\theta
θ 改变为 静态范围的
ρ
\rho
ρ、动态范围的
θ
\theta
θ
注意:我所说的动静是针对范围或者说界限的(积分上下限)
动态范围的
ρ
\rho
ρ、静态范围的
θ
\theta
θ
∫
0
π
/
2
d
θ
∫
1
1
+
cos
θ
f
(
ρ
cos
θ
,
ρ
sin
θ
)
ρ
d
ρ
\int_{0}^{\pi/2}d\theta\int_{1}^{1+\cos\theta}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)\rho d\rho
∫0π/2dθ∫11+cosθf(ρcosθ,ρsinθ)ρdρ
静态范围的
ρ
\rho
ρ、动态范围的
θ
\theta
θ
∫
1
2
ρ
d
ρ
∫
0
arccos
(
ρ
−
1
)
f
(
ρ
cos
θ
,
ρ
sin
θ
)
d
θ
\int_{1}^{2}\rho d\rho\int_{0}^{\arccos(\rho-1)}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)d\theta
∫12ρdρ∫0arccos(ρ−1)f(ρcosθ,ρsinθ)dθ