kaoyan1basic 高等数学 第274题

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📝 题目

## 第274题 (高等数学 - 选择题) 设 $f(x, y)$ 连续,且 $f(x, y)=x y+\iint_{D} f(u, v) \mathrm{d} u \mathrm{~d} v$ ,其中 $D$ 是由 $y=0, y=x^{2}, x=$ 1 所围区域,则 $f(x, y)$ 等于 (A)$x y$ . (B) $2 x y$ . (C)$\displaystyle x y+\frac{1}{8}$ . (D)$x y+1$ .

💡 答案解析

**答案**:C **解析**: 步骤1:设$A = \iint_D f(u,v) du dv$,则$f(x,y) = xy + A$。 步骤2:两边在$D$上积分: $$ A = \iint_D (xy + A) dx dy = \iint_D xy \, dx dy + A \cdot \text{面积}(D). $$ 步骤3:$D$由$y=0$,$y=x^2$,$x=1$围成,面积$\displaystyle \iint_D dx dy = \int_0^1 dx \int_0^{x^2} dy = \int_0^1 x^2 dx = \frac{1}{3}$。 步骤4:$\displaystyle \iint_D xy \, dx dy = \int_0^1 x dx \int_0^{x^2} y dy = \int_0^1 x \cdot \frac{x^4}{2} dx = \frac{1}{2} \int_0^1 x^5 dx = \frac{1}{12}$。 步骤5:代入得$\displaystyle A = \frac{1}{12} + \frac{1}{3}A$,解得$\displaystyle A = \frac{1}{8}$,故$\displaystyle f(x,y) = xy + \frac{1}{8}$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/6
目标:设常数A表示二重积分
由于f(x,y)连续,且方程右边包含二重积分,该积分是一个常数,设为A,则f(x,y)=xy+A。
公式:A = ∬_D f(u,v) du dv
提示:注意积分区域D由y=0, y=x^2, x=1围成。
步骤 2/6
目标:在等式两边对D积分
对f(x,y)=xy+A两边在D上积分,得到A = ∬_D (xy+A) dxdy = ∬_D xy dxdy + A·面积(D)。
公式:A = ∬_D xy dxdy + A·S_D
提示:积分常数A可以提到积分号外。
步骤 3/6
目标:计算区域D的面积
D是x从0到1,y从0到x^2的区域,面积S_D = ∫_0^1 dx ∫_0^{x^2} dy = ∫_0^1 x^2 dx = 1/3。
公式:S_D = ∫_0^1 x^2 dx = 1/3
提示:注意积分上下限。
步骤 4/6
目标:计算二重积分∬_D xy dxdy
∬_D xy dxdy = ∫_0^1 x dx ∫_0^{x^2} y dy = ∫_0^1 x·(x^4/2) dx = (1/2)∫_0^1 x^5 dx = (1/2)·(1/6)=1/12。
公式:∬_D xy dxdy = 1/12
提示:先对y积分,再对x积分。
步骤 5/6
目标:解出常数A
代入得A = 1/12 + (1/3)A,移项得(2/3)A = 1/12,解得A = 1/8。
公式:A = 1/12 + (1/3)A ⇒ A = 1/8
提示:注意解方程时系数。
步骤 6/6
目标:写出f(x,y)表达式
将A=1/8代入f(x,y)=xy+A,得f(x,y)=xy+1/8。
公式:f(x,y)=xy+1/8
提示:最终结果。

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