极坐标系下的交换积分次序
我把极坐标系下的交换积分次序总结为动静与静动之间的转换,下面通过一个例子感受一下
  
      
       
        
        
          ρ 
         
        
          = 
         
        
          1 
         
        
          、 
         
        
          ρ 
         
        
          = 
         
        
          1 
         
        
          + 
         
        
          cos 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
       
         \rho=1、\rho=1+\cos\theta 
        
       
     ρ=1、ρ=1+cosθ
 
  
      
       
        
         
         
           ∫ 
          
         
           0 
          
          
          
            π 
           
          
            / 
           
          
            2 
           
          
         
        
          d 
         
        
          θ 
         
         
         
           ∫ 
          
         
           1 
          
          
          
            1 
           
          
            + 
           
          
            cos 
           
          
             
           
          
            θ 
           
          
         
        
          f 
         
        
          ( 
         
        
          ρ 
         
        
          cos 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
          , 
         
        
          ρ 
         
        
          sin 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
          ) 
         
        
          ρ 
         
        
          d 
         
        
          ρ 
         
        
       
         \int_{0}^{\pi/2}d\theta\int_{1}^{1+\cos\theta}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)\rho d\rho 
        
       
     ∫0π/2dθ∫11+cosθf(ρcosθ,ρsinθ)ρdρ
 上例中先积  
     
      
       
       
         ρ 
        
       
      
        \rho 
       
      
    ρ 后积 
     
      
       
       
         θ 
        
       
      
        \theta 
       
      
    θ,
 我们发现  
     
      
       
       
         ρ 
        
       
      
        \rho 
       
      
    ρ 的上下限是  
     
      
       
       
         1 
        
       
      
        1 
       
      
    1 到  
     
      
       
       
         1 
        
       
         + 
        
       
         cos 
        
       
          
        
       
         θ 
        
       
      
        1+\cos\theta 
       
      
    1+cosθ,显然  
     
      
       
       
         θ 
        
       
      
        \theta 
       
      
    θ 改变的话,上限也会发生变化,即变化的范围,我把它称为动
 我们发现  
     
      
       
       
         θ 
        
       
      
        \theta 
       
      
    θ 的上下限是  
     
      
       
       
         0 
        
       
      
        0 
       
      
    0 到  
     
      
       
       
         π 
        
       
         / 
        
       
         2 
        
       
      
        \pi/2 
       
      
    π/2,显然是一个固定的范围,我把它称为静
 我们交换积分次序,即动态范围的 
      
       
        
        
          ρ 
         
        
       
         \rho 
        
       
     ρ、静态范围的 
      
       
        
        
          θ 
         
        
       
         \theta 
        
       
     θ 改变为 静态范围的 
      
       
        
        
          ρ 
         
        
       
         \rho 
        
       
     ρ、动态范围的 
      
       
        
        
          θ 
         
        
       
         \theta 
        
       
     θ
 注意:我所说的动静是针对范围或者说界限的(积分上下限)
动态范围的 
      
       
        
        
          ρ 
         
        
       
         \rho 
        
       
     ρ、静态范围的 
      
       
        
        
          θ 
         
        
       
         \theta 
        
       
     θ
  
      
       
        
         
         
           ∫ 
          
         
           0 
          
          
          
            π 
           
          
            / 
           
          
            2 
           
          
         
        
          d 
         
        
          θ 
         
         
         
           ∫ 
          
         
           1 
          
          
          
            1 
           
          
            + 
           
          
            cos 
           
          
             
           
          
            θ 
           
          
         
        
          f 
         
        
          ( 
         
        
          ρ 
         
        
          cos 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
          , 
         
        
          ρ 
         
        
          sin 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
          ) 
         
        
          ρ 
         
        
          d 
         
        
          ρ 
         
        
       
         \int_{0}^{\pi/2}d\theta\int_{1}^{1+\cos\theta}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)\rho d\rho 
        
       
     ∫0π/2dθ∫11+cosθf(ρcosθ,ρsinθ)ρdρ
 
 
 静态范围的 
      
       
        
        
          ρ 
         
        
       
         \rho 
        
       
     ρ、动态范围的 
      
       
        
        
          θ 
         
        
       
         \theta 
        
       
     θ
  
      
       
        
         
         
           ∫ 
          
         
           1 
          
         
           2 
          
         
        
          ρ 
         
        
          d 
         
        
          ρ 
         
         
         
           ∫ 
          
         
           0 
          
          
          
            arccos 
           
          
             
           
          
            ( 
           
          
            ρ 
           
          
            − 
           
          
            1 
           
          
            ) 
           
          
         
        
          f 
         
        
          ( 
         
        
          ρ 
         
        
          cos 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
          , 
         
        
          ρ 
         
        
          sin 
         
        
           
         
        
          θ 
         
        
          ) 
         
        
          d 
         
        
          θ 
         
        
       
         \int_{1}^{2}\rho d\rho\int_{0}^{\arccos(\rho-1)}f(\rho\cos\theta,\rho\sin\theta)d\theta 
        
       
     ∫12ρdρ∫0arccos(ρ−1)f(ρcosθ,ρsinθ)dθ
 
 



















