按照来计算会很麻烦,下面三课就来讨论一些可行的计算方法。这些计算方法大同小异,只是在不同坐标系下有一些细微的区别,所以接下来三课分别是
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直角坐标系下的计算
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极坐标系下的计算
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各种坐标系下的计算
根据来计算,最麻烦的就是要考虑的任意划分。不过如果已知的话,那么可以选择一种容易计算的划分来进行求解。
在直角坐标系中,当时,通常用平行于坐标轴的直线网来划分,
若在小任取一点,那么此时可改写如下:
所以此时的也可记作:
类似于称为的 面积元素 ,称为在 直角坐标系中的面积元素 。
请求出在上的。
本题中的在上,所以其在上的,因此可选择方便计算的划分方式及点,下面是具体的求解过程。先观察下本题中的,如下图左侧所示。要求的在上的也就是下图右侧所示的的体积。
按照下面的方法构造出直线网,
上述直线网将划分为个边长和皆为的正方形小,如下图左侧所示,其中小右上角的坐标为,这里选择该点作为点。以小为底、为高作一小平顶柱体,如下图右侧所示。
根据上面的分析,及、、、,可得上述小平顶柱体的体积为:
结合上如下的高斯求和公式以及平方和公式:
根据及,所以在上的为: