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二重积分计算基础题,如图求过程。

来源:动视网 责编:小OO 时间:2024-12-19 16:26:36
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二重积分计算基础题,如图求过程。

接下来,我们计算∫(0,1)ln(1+r^2)rdr。应用分部积分法,令u=ln(1+r^2),dv=rdr,则du=(2r/(1+r^2))dr,v=(1/2)r^2。根据分部积分公式,有。∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫(1/2)r^2(2r/(1+r^2))dr。化简后得:∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫r^2/(1+r^2)dr。进一步化简,∫r^2/(1+r^2)dr = ∫(1 - 1/(1+r^2))dr = r - arctan(r) + C。因此,∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - (1/2)r^2 + r - arctan(r) + C。
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导读接下来,我们计算∫(0,1)ln(1+r^2)rdr。应用分部积分法,令u=ln(1+r^2),dv=rdr,则du=(2r/(1+r^2))dr,v=(1/2)r^2。根据分部积分公式,有。∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫(1/2)r^2(2r/(1+r^2))dr。化简后得:∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫r^2/(1+r^2)dr。进一步化简,∫r^2/(1+r^2)dr = ∫(1 - 1/(1+r^2))dr = r - arctan(r) + C。因此,∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - (1/2)r^2 + r - arctan(r) + C。


解题时,我们首先引入极坐标变换,设x=rcosθ,y=rsinθ。由此确定积分区域,0≤r≤1,0≤θ≤π/2。因此,原积分转换为:∫(0,π/2)dθ∫(0,1)ln(1+r^2)rdr。

接下来,我们计算∫(0,1)ln(1+r^2)rdr。应用分部积分法,令u=ln(1+r^2),dv=rdr,则du=(2r/(1+r^2))dr,v=(1/2)r^2。根据分部积分公式,有:

∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫(1/2)r^2(2r/(1+r^2))dr

化简后得:∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫r^2/(1+r^2)dr

进一步化简,∫r^2/(1+r^2)dr = ∫(1 - 1/(1+r^2))dr = r - arctan(r) + C

因此,∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - (1/2)r^2 + r - arctan(r) + C

将上下限代入,得:(1/2)[(1+r^2)ln(1+r^2)-r^2]丨(r=0,1) = (2ln2-1)/2

最后,将结果代入原式,得到:(2ln2-1)π/4。

因此,正确答案是C。

以上过程仅供参考。

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二重积分计算基础题,如图求过程。

接下来,我们计算∫(0,1)ln(1+r^2)rdr。应用分部积分法,令u=ln(1+r^2),dv=rdr,则du=(2r/(1+r^2))dr,v=(1/2)r^2。根据分部积分公式,有。∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫(1/2)r^2(2r/(1+r^2))dr。化简后得:∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - ∫r^2/(1+r^2)dr。进一步化简,∫r^2/(1+r^2)dr = ∫(1 - 1/(1+r^2))dr = r - arctan(r) + C。因此,∫ln(1+r^2)rdr = (1/2)r^2ln(1+r^2) - (1/2)r^2 + r - arctan(r) + C。
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