题目
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定积分转换为二重积分。
三角函数的积化和差公式,三角函数的和差化积公式。
雅可比坐标系变换。
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D(uv)就是下图的D1 + D2
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因为被积区域关于 v = 0 对称,被积函数是 v 的偶函数,转为2倍的D1区域的积分。
又因为被积函数关于 x,y 轮换对称,所以 D3区域的积分等于D1区域的积分。
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将上面的D1 + D3区域合并为区域D4,再将D4区域沿绿线对称,得到区域D5。
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雅可比变换,D(xy)就是区域D5
将u,v,x,y变量全部换回到 θ 和 φ
将区域D6和D7合并。
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原题目等号左边式子化为两个定积分的乘积,再使用 t = π/2 - θ,和 t = π/2 - φ,区间再现公式,易得下图的第七行和第八行。
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