求大神举例讲解下三重积分被积函数为奇或偶函数,函数关于积分区域对

2025-04-16 11:16:33
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## 奇偶对称性

如果积分区域关于平面x=0(也就是YOZ坐标面),被积函数是x的奇函数则积分等于0,被积函数为x的偶函数则积分为对称的一半区间上积分的2倍。对y,z同理。

这个很好记,积分区域关于谁=0对称,就考察被积函数关于谁的奇偶性。

举个例子:

假设积分区域Ω是上半球,Ω1是上半球在第一卦限的部分,Ω12是上半球在第一二卦限的部分,Ω23是上半球在第二三卦限的部分

显然,Ω关于x=0(YOZ)和y=0(XOZ)都对称,而Ω12关于x=0(YOZ)对称性的,Ω23关于y=0(XOZ)对称

(1)被积函数f(x,y,z)=x*y^2*z

  • f关于x是奇函数,所以∫∫∫Ωf(x,y,z)dv=0

  • f关于y是偶函数,所以∫∫∫ Ω f(x,y,z)dv=2∫∫∫ Ω12 f(x,y,z)dv;进一步,由于Ω12关于x=0对称而f是x的奇函数,所以∫∫∫ Ω12 f(x,y,z)dv=0,也就是∫∫∫ Ω f(x,y,z)dv=2∫∫∫ Ω12 f(x,y,z)dv=0

  • f虽然是z的奇函数,但Ω关于z=0并不具备对称性,所以不满足奇偶对称性条件

(2)被积函数f(x,y,z)=z

  • Ω关于x=0对称,f是x的偶函数,则∫∫∫ Ω f(x,y,z)dv=2∫∫∫ Ω23 f(x,y,z)dv

  • Ω23关于y=0对称,f是y的偶函数,则∫∫∫ Ω23 f(x,y,z)dv=2 ∫∫∫ Ω1 f(x,y,z)dv

综合起来,∫∫∫ Ω f(x,y,z)dv=2∫∫∫ Ω23 f(x,y,z)dv=4∫∫∫ Ω1 f(x,y,z)dv