题目
设D是由两坐标轴及直线x+y=2所围成的闭区域: 则iint_(D)(3x+2y)dsigma=() A. (20)/(3)B. (16)/(3)C. (8)/(3)D. 3
设D是由两坐标轴及直线$x+y=2$所围成的闭区域: 则$\iint_{D}(3x+2y)d\sigma=$()
- A. $\frac{20}{3}$
- B. $\frac{16}{3}$
- C. $\frac{8}{3}$
- D. 3
题目解答
答案
为了求解二重积分 $\iint\limits_{D}(3x+2y)d\sigma$,其中 $D$ 是由两坐标轴及直线 $x+y=2$ 所围成的闭区域,我们可以按照以下步骤进行:
1. **确定积分区域 $D$**:
- $D$ 是由 $x=0$,$y=0$ 和 $x+y=2$ 围成的三角形区域。
- 交点为 $(0,0)$,$(2,0)$ 和 $(0,2)$。
2. **将二重积分转换为累次积分**:
- 我们可以先对 $y$ 积分,然后对 $x$ 积分。
- $x$ 的范围是 $0$ 到 $2$,对于每个 $x$, $y$ 的范围是 $0$ 到 $2-x$。
因此,二重积分可以写为:
\[
\iint\limits_{D}(3x+2y)d\sigma = \int_{0}^{2} \int_{0}^{2-x} (3x + 2y) \, dy \, dx
\]
3. **先对 $y$ 积分**:
\[
\int_{0}^{2-x} (3x + 2y) \, dy
\]
- 将 $3x$ 看作常数,对 $y$ 积分:
\[
\int_{0}^{2-x} 3x \, dy = 3x \int_{0}^{2-x} 1 \, dy = 3x (2-x) = 6x - 3x^2
\]
- 对 $2y$ 积分:
\[
\int_{0}^{2-x} 2y \, dy = 2 \int_{0}^{2-x} y \, dy = 2 \left[ \frac{y^2}{2} \right]_{0}^{2-x} = (2-x)^2 = 4 - 4x + x^2
\]
- 将两个结果相加:
\[
\int_{0}^{2-x} (3x + 2y) \, dy = 6x - 3x^2 + 4 - 4x + x^2 = 2x - 2x^2 + 4
\]
4. **对 $x$ 积分**:
\[
\int_{0}^{2} (2x - 2x^2 + 4) \, dx
\]
- 分别对每一项积分:
\[
\int_{0}^{2} 2x \, dx = 2 \left[ \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{2} = 2 \left[ 2 - 0 \right] = 4
\]
\[
\int_{0}^{2} -2x^2 \, dx = -2 \left[ \frac{x^3}{3} \right]_{0}^{2} = -2 \left[ \frac{8}{3} - 0 \right] = -\frac{16}{3}
\]
\[
\int_{0}^{2} 4 \, dx = 4 \left[ x \right]_{0}^{2} = 4 \left[ 2 - 0 \right] = 8
\]
- 将三个结果相加:
\[
\int_{0}^{2} (2x - 2x^2 + 4) \, dx = 4 - \frac{16}{3} + 8 = 12 - \frac{16}{3} = \frac{36}{3} - \frac{16}{3} = \frac{20}{3}
\]
因此,二重积分 $\iint\limits_{D}(3x+2y)d\sigma$ 的值是 $\frac{20}{3}$。
答案是 $\boxed{A}$。