- ベストアンサー
多重積分?
- みんなの回答 (4)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
高校生の方ですか? ヤコビアンを知らないなら, 半径rで角度θ~θ+dθまでの間で扇形を描き, 半径r+drで角度θ~θ+dθまでの間でも扇形を描き,それらの二つの扇形で囲まれた領域の面積が dS=rdθ×dr となるという考えではどうでしょうか.
その他の回答 (3)
- qntmphscs
- ベストアンサー率53% (14/26)
ヤコビアン知らないなら、参考URLの図がわかりやすいと思うけど。
お礼
その図が描けませんでした、ありがとうございました。
- Rossana
- ベストアンサー率33% (131/394)
>すいません。 >ds=r^2dθdr >でした。 dS=rdrdθじゃないのでしょうか.x=rcosθ, y=rsinθだから,ヤコビアンJは J=det(∂x/∂r ∂x/∂θ; ∂y/∂r ∂y/∂θ) =r (;は改行を表わしています.) を計算して 面積素片dSは dS=dxdy=|J|drdθ=rdrdθ っていうのじゃダメなんですか.
補足
まだヤコビアンJといううものを学んでないのでわからないです。すいません。
関連するQ&A
- 微小量の2乗の積分方法は?
お世話になります。 円の面積を求める方法の1つに、円を2次元の極座標系で考えて ∫ ∫ r dr dθ・・・(1) で計算する方法があると思います。 この場合、積分する微小領域の形を rdθ × dr の長方形とみなしていると思います。 しかし微小領域は厳密には長方形ではなく、大きな扇形から小さな扇形を引いたような形だと思います。これをきちんと計算すると、微小領域の面積は (大きな扇形の面積) - (小さな扇形の面積) = (π(r+dr)^2 - πr^2) dθ / (2π) = (r dr dθ) + (dr^2 dθ / (2π)) となります。 これを r と θ で積分すると、第 1 項は (1) と同じなので、第 2 項 が積分するとゼロになるということだと思いますが、dr^2 の積分ってどうやればいいのでしょうか? よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 3重積分を3次元極座標を用いる場合
∫∫∫[D]x^2*y^2*dxdydz、D={(x,y,z):x^2+y^2+z^2≦1} という問題を3次元極座標を用いて計算するのですが、途中式で ∫[0→1]r^6dr∫[0→π]sin^5θdθ∫[0→2π]cos^2φ*sin^2φdφ になると思います。その時のθとφについての積分の計算方法が分かりません・・・。 助けてください!お願いします><
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 極座標を利用した2重積分
ガウス積分の証明に、直交座標を極座標に変換する手法が紹介されています。 x=r・sinΘ、 y=r/cosΘまでは理解できるのですが、なぜ以下のようになるか理解できません。 dx・dy=r・dr・dΘ dx=dr、dy=r・dΘなら、上式は成り立ちますが、そうだとするとなぜ、dx=dr、dy=r・dΘなのでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 回転放物面の面積要素
回転放物面2z=x^2+y^2上の領域Dの表面積Aは∫∫_DdSと表すことができる。このときの面積要素dSをr,θを用いて表すとき、ヤコビアンを考えてrdrdθになりますが、r(r,θ)ベクトル=rcosθi+rsinθj+1/2r^2kと置いたとき、dS=|dr(ベクトル)/dr×dr(ベクトル)dθ|drdθを考えるとdS=rdrdθになりません。なぜでしょうか。。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- Gaussの法則について
現在電磁気の学習しているのですが、Gaussの法則についての質問です。 divE(x)=ρ(x)/ε についてですが、極座標で考えてr=0にのみ点電荷Qがあるときを考えます。このとき1次元として考えることが出来てGaussの法則は dE(r)/dr=ρ(r)/ε となります。 しかしこの式を見るとr≠0のところではρ(r)=0なので dE/dr=0となり 電場E(r)がrによらず一定となり結果と合わなくなってしまうのですがどこが間違っているのか分かりません。 お手数ですがどなたか御解答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- ラプラス方程式の極座標表示
ラプラス方程式を直交座標系から極座標への変換で、極座標変換後の式はテキストで得られましたが、変換の過程ができません。詳しく教えていただけないでしょうか。 d^2f/dx^2 + d^2f/dy^2 = d^2f/dr^2 + (1/r)(df/dr) + (1/r^2)(d^2f/dθ^2) 2次元で結構です。よろしくお願いたします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 積分の変数変換について
積分の変数変換に関する質問です。一番簡単な直交座標から極座標への変換を例にします。 x = x(r,θ) = rcosθ. y = y(r,θ) = rsinθ. であるとき f(x,y) = 1 を x^2 + y^2 ≦ R^2 という円内を積分領域して積分すれば ∫∫f(x,y)dxdy = ∫∫dxdy = ∫∫rdrdθ ・・・・・・ (#) となり円の面積が求められます。つまり直交座標から極座標に変換して積分するときは dxdy →drdθ ではなく、 dxdy →rdrdθ としなければならないと、どんな参考書にも書いてあります。つまり r を余分に付け加えるわけですが、これは ┌ ┐ ┌ ┐┌ ┐ |dx|=|cosθ -rsinθ||dr | |dy| |sinθ rcosθ||dθ| └ ┘ └ ┘└ ┘ |J| =|cosθ -rsinθ|= rcos^2θ- (-rsin^2θ) = r |sinθ rcosθ| のように行列式|J|でも求めることができ、|J|をヤコビアンと呼ぶということも参考書に載っています。 一方で rdrdθ= rdθ*dr は極座標における面積要素ですから(#)の変換は直感的にも納得できます。θは角度ですから drdθでは面積になれないわけです。(#)は具体的には ∫[0~2π]∫[0~R]rdrdθ で計算できます。この式だけじーっと見ていると、いつのまにか r とθが極座標の変数であることが忘れ(笑)、あたかもθを縦軸、r を横軸とする '直交座標' において関数 θ= r を積分していると見なせます。 で、ここからが質問なのですが・・・ 直交座標から任意の座標に変数変換して積分するということは、結局のところ、その任意の座標を直交座標と見なして計算することであると考えてよいのでしょうか? たとえば x = x(u,v,w) y = y(u,v,w) z = z(u,v,w) ┌ ┐ ┌ ┐┌ ┐ |dx| |∂x/∂u ∂x/∂v ∂x/∂w ||du| |dy|=|∂y/∂u ∂y/∂v ∂x/∂w||dv| |dz| |∂z/∂u ∂z/∂v ∂z/∂w||dw| └ ┘ └ ┘└ ┘ |∂x/∂u ∂x/∂v ∂x/∂w| |J| =|∂y/∂u ∂y/∂v ∂x/∂w| |∂z/∂u ∂z/∂v ∂z/∂w| であるとき dxdydz = |J|dudvdw という変数変換は、 u、v、w がどんな座標の変数であれ、最終的には u、v、w の '直交座標' で計算することであると考えてよいのかということです。 任意の座標同士の変数変換というのはどうなるのでしょうね。ちょっと想像しかねます。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 円錐の微小面積を教えて下さい。
円錐の微小面積を教えて下さい。 球の微小面積はdSは、 R^2 sinθ dθ dR で表されます。 一方で、円錐の側表面の微小面積はどういう式で表されますか? 検索などして調べたのですが、分かりませんでした。 どなたか教えて下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- 円形電流の任意点につくられる静磁場について(ビオサバールを利用)
初めての質問となりますが、御回答を宜しくお願いいたします。 タイトルに書かせて頂いた通り、円形電流の任意の観測点Pに作られる静磁場において、観測点Pに電流素片Idsがつくる磁場の大きさをどうやって算出したらいいのかがわからず困っています。 円形電流の中心軸上に作られる静磁場において、電流素片IdsのP点につくる磁場の大きさについては、円形電流半径a、電流I、観測点Pとdsの距離R、としたときの静磁場は、 ds=μ*I*ds/(4*π*R^2) というように求めることができます。 ここで、観測点Pが中心軸上ではなく、XYZ座標上で、(x,y,z)の座標にあり、円形電流が、X^2+Y^2=a^2 の位置にあるときdBは、どのように算出できるのでしょうか。 長文で申し訳ありませんが、宜しくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
納得です。ありがとうございます。