定积分极坐标面积公式

如题所述

极坐标下的面积计算公式为:∫yds=∫rsinθ√(r^2+r'^2)dθ,其中ds表示弧长。这个公式用于计算极坐标系中曲线围成的区域面积。


具体推导过程如下:已知曲线上的点坐标可以用极坐标表示,即y=rsinθ。根据极坐标下的微分关系,有(ds)^2=(dx)^2+(dy)^2。通过代换可得:(dx)^2+(dy)^2=((-rsinθ+r'cosθ)dθ)^2+((rcosθ+r'sinθ)dθ)^2。简化后得到:(ds)^2=(r^2+r'^2)(dθ)^2。因此,极坐标定积分是针对给定曲线,以θ为积分变量,计算该曲线所围成区域面积的方法。


当积分区间为[θ1,θ2],且曲线ρ=R在该区间内非负连续时,对于非常小的dθ,曲线面积可以近似为直角三角形面积,其面积公式为1/2R×Rdθ。由此可以推导出曲线周长面积的定积分公式,进而得到整个区域的面积。

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