2024年 · 五-2
2.计算 $\displaystyle{\iint_{D} \mathrm{e}^{y^{2}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}$ ,其中 $D$ 由 $y=x, y=1$ 及 $y$ 轴所围成。
计算题 ★★★
画出积分区域并确定积分次序
区域D由直线y=x、y=1以及y轴(x=0)围成。由于被积函数e^{y^2}仅依赖于y,选择先对x积分后对y积分较为简便。
确定积分限
y的取值范围是从y=x与y轴的交点(即y=0)到y=1;对于固定的y,x从左边边界x=0到右边边界x=y。因此积分可写为:∫_{y=0}^{1} ∫_{x=0}^{y} e^{y^2} dx dy。
计算内层积分
对x积分时,e^{y^2}视为常数,内层积分结果为:∫_{0}^{y} e^{y^2} dx = e^{y^2} * (y - 0) = y e^{y^2}。
计算外层积分
外层积分为∫_{0}^{1} y e^{y^2} dy。令u=y^2,则du=2y dy,即y dy = du/2。当y=0时u=0,y=1时u=1。积分变为∫_{0}^{1} e^{u} * (1/2) du = (1/2) ∫_{0}^{1} e^{u} du = (1/2)(e^1 - e^0) = (e - 1)/2。
得出最终结果
因此,二重积分的值为 (e - 1)/2。