题目
如果 D 是圆环域 1 leq x^2 + y^2 leq 9,那么 iint_(D) mathrm(d)sigma=()。A. 16piB. 8piC. 6piD. 4pi
如果 $D$ 是圆环域 $1 \leq x^2 + y^2 \leq 9$,那么 $\iint_{D} \mathrm{d}\sigma=$()。
A. $16\pi$
B. $8\pi$
C. $6\pi$
D. $4\pi$
题目解答
答案
B. $8\pi$
解析
本题考查二重积分的几何意义以及圆的面积公式。解题思路是根据二重积分的几何意义,判断出$\iint_{D} \mathrm{d}\sigma$表示的是区域$D$的面积,然后通过计算圆环域$D$的面积得出结果。
步骤一:明确二重积分的几何意义
对于二重积分$\iint_{D} \mathrm{d}\sigma$,其中$\mathrm{d}\sigma$表示面积元素,根据二重积分的几何意义,当被积函数$f(x,y)=1$时,$\iint_{D} \mathrm{d}\sigma$的值等于积分区域$D$的面积$S_D$,即$\iint_{D} \mathrm{d}\sigma = S_D$。
步骤二:确定圆环域$D$的面积计算方法
已知圆环域$D$为$1 \leq x^2 + y^2 \leq 9$,$x^2 + y^2 = r^2$($r$为圆的半径),所以该圆环域是由半径$r_1 = 1$的圆和半径$r_2 = 3$的圆所围成的区域。
圆环的面积等于外圆的面积减去内圆的面积,圆的面积公式为$S = \pi r^2$。
步骤三:计算圆环域$D$的面积
外圆面积$S_2=\pi r_2^2=\pi\times3^2 = 9\pi$;
内圆面积$S_1=\pi r_1^2=\pi\times1^2 = \pi$。
则圆环域$D$的面积$S_D = S_2 - S_1 = 9\pi - \pi = 8\pi$。
步骤四:得出二重积分的值
因为$\iint_{D} \mathrm{d}\sigma = S_D$,所以$\iint_{D} \mathrm{d}\sigma = 8\pi$。