题目
设Dk是圆域 = (x,y)|{x)^2+(y)^2leqslant 1} 位于第k象-|||-限的部分, _(k)=(iint )_(k)(y-x)dxdy(k=1,2,3,4), 则_ __-|||-A. _(1)gt 0 B. _(2)gt 0 C. _(3)gt 0 D. _(4)gt 0

题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查二重积分的对称性应用,以及被积函数在不同象限的符号判断。
解题核心思路:
- 对称性分析:利用积分区域关于直线$y=x$的对称性,判断积分结果是否为零。
- 符号判断:分析被积函数$y-x$在不同象限的符号,确定积分结果的正负。
破题关键点:
- 第一、第三象限:积分区域关于$y=x$对称,且被积函数$y-x$在对称点处取相反数,导致积分结果为零。
- 第二、第四象限:被积函数在各自象限内始终为正或负,直接决定积分结果的符号。
对称性分析
-
第一象限($D_1$):
区域$D_1$关于直线$y=x$对称。对于任意点$(x,y) \in D_1$,其对称点$(y,x)$也属于$D_1$。
被积函数在对称点处满足:
$f(x,y) = y - x, \quad f(y,x) = x - y = -(y - x).$
因此,正负部分相互抵消,积分结果为零,即$I_1 = 0$。 -
第三象限($D_3$):
同理,$D_3$也关于$y=x$对称,且被积函数在对称点处取相反数,故$I_3 = 0$。
符号判断
-
第二象限($D_2$):
在$D_2$中,$x \leq 0$,$y \geq 0$,因此:
$y - x = (\text{正数}) - (\text{负数}) = \text{正数} + \text{正数} > 0.$
被积函数始终为正,积分结果为正,即$I_2 > 0$。 -
第四象限($D_4$):
在$D_4$中,$x \geq 0$,$y \leq 0$,因此:
$y - x = (\text{负数}) - (\text{正数}) = \text{负数} + \text{负数} < 0.$
被积函数始终为负,积分结果为负,即$I_4 < 0$。