kaoyan1basic 高等数学 第264题

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📝 题目

## 第264题 (高等数学 - 选择题) 设积分区域 $D=\left\{(x, y)| | x\left|\leqslant 1,|y| \leqslant 1, x^{2}+y^{2} \geqslant x\right\}\right.$ ,则 $\iint_{D}|x y| \mathrm{d} \sigma=$ (A)$\displaystyle \frac{5}{6}$ . (B)$\displaystyle \frac{11}{12}$ . (C)$\displaystyle \frac{3}{4}$ . (D)$\displaystyle \frac{7}{8}$ . ## -纠错笔记

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:步骤1:区域$D$为正方形$|x|\leq1$,$|y|\leq1$去掉圆$x^2+y^2

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:利用对称性简化积分区域
区域D关于x轴和y轴对称,被积函数|xy|关于x和y均为偶函数,因此积分等于第一象限区域D1上积分的4倍。第一象限内x≥0, y≥0,|xy|=xy,区域D1由0≤x≤1, 0≤y≤1且x^2+y^2≥x确定,即y≥√(x-x^2)。
公式:∬_D |xy| dσ = 4 ∬_{D1} xy dσ
提示:注意对称性条件:区域对称且被积函数为偶函数。
步骤 2/5
目标:写出第一象限的累次积分表达式
对于固定的x∈[0,1],y从下边界√(x-x^2)到上边界1,因此积分化为∫_0^1 dx ∫_{√(x-x^2)}^1 xy dy。
公式:∬_{D1} xy dσ = ∫_0^1 dx ∫_{√(x-x^2)}^1 xy dy
提示:注意x的范围:由x^2+y^2≥x且y≥0,当x∈[0,1]时,x-x^2≥0,故下边界有效。
步骤 3/5
目标:计算内层积分
先对y积分:∫_{√(x-x^2)}^1 xy dy = x * [y^2/2]_{√(x-x^2)}^1 = x/2 * (1 - (x-x^2)) = x/2 * (1 - x + x^2)。
公式:∫_{√(x-x^2)}^1 xy dy = x/2 (1 - x + x^2)
提示:积分时x视为常数。
步骤 4/5
目标:计算外层积分
外层积分:∫_0^1 x/2 (1 - x + x^2) dx = 1/2 ∫_0^1 (x - x^2 + x^3) dx = 1/2 [x^2/2 - x^3/3 + x^4/4]_0^1 = 1/2 (1/2 - 1/3 + 1/4) = 1/2 * 5/12 = 5/24。
公式:∫_0^1 x/2 (1 - x + x^2) dx = 5/24
提示:注意计算多项式积分。
步骤 5/5
目标:乘以对称性倍数得到最终结果
整个区域积分为4倍第一象限积分:4 * 5/24 = 5/6。
公式:∬_D |xy| dσ = 4 * 5/24 = 5/6
提示:检查对称性是否完全利用。

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