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■34467 / inTopicNo.1)  2重積分
  
□投稿者/ まい 一般人(10回)-(2008/07/20(Sun) 14:37:54)
    昨日は回答していただきありがとうございました。
    あのあと違う問題も解いていたのですが、また疑問がでてしまいました;


    ∬(D) sin{(πy)/√x} dxdy (D={(x,y) l y^(2)≦x, 1≦x≦2})
    という問題で、図を書くと原点0を通る右に開いた放物線ができるのですが、
    私はこの範囲から、
    ∬(D) sin{(πy)/√x} dxdy = 2∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx
    として解いていったのですが、答えには0と書かれていたのです;

    なので、この問題は
    ∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx - ∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx
    という式から0になるということでしょうか?

    でもこの問題以外にも2倍して解ける問題があったのですが、なんでこの問題は0になるのでしょうか?

    宜しくお願いします。

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■34470 / inTopicNo.2)  Re[1]: 2重積分
□投稿者/ grin 一般人(37回)-(2008/07/20(Sun) 16:05:54)
    2008/07/20(Sun) 16:08:10 編集(投稿者)

    積分範囲は確かにx軸に対称ですが、y座標が正の部分と負の部分に分かれています。
    例えばy=sinxにおいて、0≦x≦2πの範囲でy=sinxとx軸に囲まれる”面積”を
    求める場合は、
    2∫[0→π]sinxdx
    とすることができますが、面積を求めるのではなくただ積分する場合は、
    ∫[0→2π]sinxdx=2∫[0→π]sinxdx
    としてはいけませんよね。
    その問題も同じような感じで、領域が正と負の部分に分かれているので、
    単純に2倍をしてはいけません。
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■34471 / inTopicNo.3)  Re[2]: 2重積分
□投稿者/ まい 一般人(11回)-(2008/07/20(Sun) 16:26:06)
    返信ありがとうございます。

    ではやはり、
    ∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx - ∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx
    という式から0という答えを導いていいということでしょうか?



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■34473 / inTopicNo.4)  Re[3]: 2重積分
□投稿者/ grin 一般人(38回)-(2008/07/20(Sun) 17:05:59)
    積分は面積(正、負を含めて)を出す式ですが、
    二重積分は体積(同じく正、負を含めて)を出す式のようなものです。
    この体積というのは、f(z)=f(x,y)とxy平面で囲まれた部分の体積のことです。
    そのため、f(x,y)、すなわちこの問題では、sin{(πy)/√x}がxy平面に対して対称
    (またはf(x,y)の正と負の部分それぞれに同じ形の図形ができる)ならば、
    その二重積分は0にしてよいと思います。
    今回はこの条件を満たしているので
    ∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx - ∫(1→2)[∫(0→√x) sin{(πy)/√x}dy]dx =0
    としてもよいです。
    ただ、慣れないうちはあまり小細工をせずにそのまま計算するほうがミスが少ないかもしれません。
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■34476 / inTopicNo.5)  Re[4]: 2重積分
□投稿者/ まい 一般人(12回)-(2008/07/20(Sun) 17:49:51)
    2008/07/20(Sun) 17:50:52 編集(投稿者)

    そのまま解くというのは、2つにわけてそれぞれ正の場合と負の場合で解くということでしょうか?


    あとこの問題と同じで、正と負が範囲になってしまうのがあるのですが、これも同じように解くのでしょうか?

    ∬(D) √x dxdy (D={(x,y) l x^(2)+y^(2)≦x})
    という問題なのですが、この円は正と負を含みますよね?

    これは指摘される前にやったので、2倍として解いてしまったのですが教科書に書いてあった8/15と、答えが一致してしまいました;
    さきほどの問題と何か違いがあるのでしょうか?

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■34479 / inTopicNo.6)  Re[5]: 2重積分
□投稿者/ grin 一般人(39回)-(2008/07/20(Sun) 18:12:19)
    そのまま解くというのは、
    ∬(D) sin{(πy)/√x} dxdy=∫[1→2]∫[-√x→√x]sin{(πy)/√x} dxdy
    を計算する、という意味です。

    もう1つの質問についてですが、少し誤解があるようです。
    二重積分は、先ほども言ったように体積を求めるものなので、
    注意しなくてはいけないのは、f(x,y)の正、負です。

    ∬(D) √x dxdy (D={(x,y) l x^(2)+y^(2)≦x})
    この問題はf(x,y)=√x≧0なので、Dがどのような範囲であろうと、
    ∬(D) √x dxdy ≧0となります。
    また、√xはyに依存していないので、yが正であろうが負であろうが、xが同じ値であればその値は同じですよね。
    それに、x^(2)+y^(2)≦xはx軸対称なので、
    積分範囲をyが正のときと負のときに分けたとき、その2つの積分値は同じです。
    よって2倍として解くことができます。

    かなり分かりにくい説明になってしまったかもしれませんが、
    とにかくf(x,y)とxy平面に囲まれた体積をイメージして、f(x,y)の正負を
    考慮すれば、少しは分かりやすくなるのではないかと思います。
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■34482 / inTopicNo.7)  Re[6]: 2重積分
□投稿者/ まい 一般人(13回)-(2008/07/20(Sun) 18:28:35)
    分かりました!


    なんとなくおっしゃってる意味は分かるんですが、もう少し指摘された部分を自分なりに整理して考えてみようと思います。
    ありがとうございました^^
解決済み!
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