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大学1年です。重積分の問題が分かりません。

以下の問題が分かりません。 ∬[D]xdxdy D:x^2+y^2=1,x≧0 積分範囲は0≦x≦1、-1≦y≦1なので(与式)=∫dy[-1,1]∫xdx[0,1]=∫1/2dy[-1,1]=1と計算したのですが答えが2/3でどこが間違っているのか分かりません。

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  • rnakamra
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回答No.2

> 積分範囲は0≦x≦1、-1≦y≦1なので(与式)=∫dy[-1,1]∫xdx[0,1]=∫1/2dy[-1,1]=1と計算した これが間違いです。 D:x^2+y^2=1,x≧0 は単位円の右半分を表していますが 0≦x≦1、-1≦y≦1 はその領域をすっぽりと覆う長方形です。積分範囲が一致していないので結果が一致しないのは当然です。 解き方は#1の回答を見てください。

killingirl
質問者

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ありがとうございました。

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回答No.3

ANo.1です.変数変換しないなら次のようです. D:x=√(1-y^2)(-1≦y≦1) ですから,まずyを固定し,xについて0~√(1-y^2)で積分します.その後,yについて-1~1まで積分します. ∫_{-1}^1dy∫_0^{√(1-y^2)}dxx=∫_{-1}^1dy[x^2/2]_0^{√(1-y^2)}=∫_{-1}^1dy(1-y^2)/2=2∫_0^1dy(1-y^2)/2=∫_0^1dy(1-y^2)=[y-y^3/3]_0^1=1-1/3=2/3

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回答No.1

変数変換をします. x=rcost,y=rsint(0≦r≦1,-π/2≦t≦π/2) ヤコビアンはrだから dxdy=rdt よって, ∫_0^1rdr∫_{-π/2}^{π/2}dtrcost=∫_0^1r^2dr∫_{-π/2}^{π/2}dtcost=[r^3/3]_0^1[-sint]_{-π/2}^{π/2}=(1/3)×2=2/3 となります.

killingirl
質問者

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