A method for integrating functions of multiple variables. Below, we explain the case of two variables. Consider a rectangle R on the xy plane with sides parallel to the coordinate axes, as shown in R : a ≦ x ≦ b , c ≦ y ≦ d a = x 0 < x 1 < x 2 <...< x n = b Let G be a set of definite areas contained in a rectangle on a plane, and the meaning of integrating a bounded function f ( x , y ) on this set is defined as follows. That is, divide R into smaller rectangles, R 1 , R 2 ,……, R p , that are contained in G , and define ( a k , b k ) as a point in R k , and sum [Example 1] Let f ( x , y ) = x . Let G be inside the triangle that connects the origin, the point x = a on the x- axis, and the point y = a on the y- axis. [Example 2] [Osamu Takenouchi] Repeated Integration Although the multiple integral has been defined in this way, it is difficult to find its value as is, so we will transform it into a repeated integral of one variable. Now, let's assume that the range of integration G is a figure surrounded by two straight lines x = a , x = b and curves y = 1 ( x ), y = 2 ( x ) by the continuous functions 1( x ), 2 ( x ) ( 1 ( x ) < 2 ( x )) defined in the interval [a , b ] ( In the case of [Example 1], G is a triangle bounded by 0≦ x ≦ a , y =0 and y = a - x . Therefore, Change of integration orderThere are two ways to make a multiple integral into a repeated integral: integrate with respect to y and then integrate with respect to x , or integrate with respect to x and then integrate with respect to y . By using this inversely, when a repeated integral is given first, the order of the integrals can be changed. Let me explain with an example.
[Osamu Takenouchi] Variable transformation in multiple integrals When changing integral variables in multiple integrals, use the Jacobian as follows. If you change the variables from x and y to u and v by x = ( u , v ), y = ψ( u , v ), and the range of integration G changes to H on the uv plane, then In [Example 2], if we convert to polar coordinates x = r cosθ, y = r sinθ, H becomes 0≦ r ≦ a , 0≦θ≦2π,
[Osamu Takenouchi] [Reference] | |©Shogakukan "> Multiple integral explanation diagram (Figure A) ©Shogakukan "> Multiple integral (Example 1) [Figure B] ©Shogakukan "> Multiple integral (Example 2) [Figure C] ©Shogakukan "> Repeated integral (Figure D) ©Shogakukan "> Multiple integrals (changing the order of integration) [Figure E] Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend |
多変数の関数を積分する方法。以下、2変数の場合について説明する。 のようにxy平面上の、座標軸に平行な辺をもつ長方形Rを考える。 R : a≦x≦b, c≦y≦d a=x0<x1<x2<……<xn=b Gは平面上のある長方形に含まれた面積確定な集合であるとし、この集合の上で、有界な関数f(x, y)を積分することの意味を次のように定める。すなわち、Rを細分し、その分割の小長方形のうちGに含まれるものR1, R2,……, Rpについて、(ak, bk)をRk内の1点として、和 〔例1〕f(x, y)=xとし、Gを原点とx軸上x=aの点、およびy軸上y=aの点を結ぶ三角形の内部とするとき、 〔例2〕 [竹之内脩] 繰り返し積分重積分はこのように定義されたが、その値を求めるのには、そのままでは困難であるので、1変数の積分の繰り返しに変形する。いま、積分の範囲Gが、区間[a, b]で定義された連続な関数1(x), 2(x)(1(x)<2(x)とする)によって、2直線x=a, x=bと、曲線y=1(x), y=2(x)によって囲まれた図形であるとする( 〔例1〕の場合、Gは、0≦x≦aで、y=0とy=a-xで囲まれた三角形である。ゆえに、 積分順序の変更重積分を繰り返し積分の形にするには、yについて積分してからxについて積分する、xについて積分してからyについて積分する、という二つの方向がある。これを逆に利用すれば、初めに繰り返し積分が与えられたとき、この積分の順序を変更することができる。例について説明しよう。
[竹之内脩] 重積分における変数変換重積分において積分変数の変換をするときは、ヤコビアンを用いて、次のようにする。x=(u, v), y=ψ(u, v)によって、x、yからu、vに変数変換をし、そのときに、積分の範囲Gが、uv平面のHに変わったとすれば、 〔例2〕において、x=rcosθ,y=rsinθと極座標に変換すれば、Hは、0≦r≦a, 0≦θ≦2πとなり、
[竹之内脩] [参照項目] | |©Shogakukan"> 重積分説明図〔図A〕 ©Shogakukan"> 重積分(例1)〔図B〕 ©Shogakukan"> 重積分(例2)〔図C〕 ©Shogakukan"> 重積分(繰り返し積分)〔図D〕 ©Shogakukan"> 重積分(積分順序の変更)〔図E〕 出典 小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について 情報 | 凡例 |
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...The attached parts are generally called the na...
A sowing device invented early on for the dryland ...
… [Mitsuru Hotta]... From "Turnip (蕪/蕪菁)&quo...
...So, for example, a grid with the distance betw...
A type of food container, it is made up of square...
This refers to bronze mirrors that are imitations...
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〘Noun〙 ("Tana" means house) A house buil...
This crab belongs to the family Heikebani, order ...
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A prefecture in southern Greece, in the northern ...