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三重积分及其计算和多重积分

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第四节 三重积分及其计算和多重积分 在第三节中我们讨论了二重积分,本节将之推广到一般的n 维空间中去. 类似于第三节,我们先定义一个R3 中集合的可求体积性. 同样可以给出一列类似的结论. 读者自己推广. 这里将不再赘述. 一、 引例 设一个物体在空间R3 中占领了一个有界可求体积的区域V ,它的点密度为 zyxf,,,现在要求这个物体的质量.假设密度函数是有界的连续函数,可以将区域V 分割为若干个可求体积的小区域nVVV,...,,21,其体积分别是nVVV,...,,21,直径分别是nddd,...,,21,即},||sup{|iiVQWWQd, (i=1,2, … ,n ) , |WQ| 表 示 W, Q 两 点 的距 离 . 设},...,,max{21nddd,则当 很小时,zyxf,,在iV 上的变化也很小.可以用这个小区域上的任意一点iiizyx,,的密度 iiizyxf,,来近似整个小区域上的密度,这样我们可以求得这个小的立体的质量近似为 iiiiVzyxf,,,所有这样的小的立体的质量之和即为这个物体的质量的一个近似值.即 iiiiniVzyxfM ,,1. 当0时,这个和式的极限存在,就是物体的质量.即 iiiiniVzyxfM,,lim10. 从上面的讨论可以看出,整个求质量的过程和求曲顶柱体的体积是类似的,都是先分割,再求和,最后取极限.所以我们也可以得到下面一类积分. 二、 三重积分的定义 设 zyxf,,是空间3R 中的一个有界可求体积的闭区域 V 上的有界函数,将V 任意分割为若干个可求体积的小闭区域nVVV,...,,21,这个分割也称为 V 的分划,记为 P: nVVV,...,,21. oojiVV(空, ji ), 其体积分别是nVVV,...,,21,直径分别是nddd,...,,21.设},...,,max{21nddd,或记为||P||. 在每个小区域中任意取一点 iiiiVzyx,,,作和iiiiniVzyxf,,1(称为 Riemann和),若当0时,这个和式的极限存在,则称其极 限为函数zyxf,,在区域V 上的三重积分,记为VdVzyxf,,.并称函数zyxf,,在区域V 上可积.zyxf,,称为被积函数,x,y,z 称为积分变量., V 称为积分区域. 特别地,在直角坐标系下,可以记为Vdxdydzzyxf,,. 我们同样可以引入Darboux 大,小和来判别可积, 也有同样的结论(略). 1. 若zyxf,,是有界闭区域V 上的连续函数,则函数zyxf,,在区域V 上可积. 2. 若zyxf,,=1 时, VVdxdydz的体积. 3. 若zyxf,,...

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