题目
设平面区域D由曲线{}x=t-sin t,y=1-cos t)
设平面区域D由曲线$\left\{\begin{matrix}x=t-\sin t,\\y=1-\cos t\end{matrix}\right.(0\leqslant t\leqslant 2\pi)$与x轴围成,计算二重积分$\iint\limits_{D}(x+2y)dxdy$,(5$\pi+3\pi^{2})$
题目解答
答案
将区域 $D$ 转换为参数方程,其中 $x = t - \sin t$,$y = 1 - \cos t$,$0 \leq t \leq 2\pi$。
计算面积元素 $dA = y \, dx = (1 - \cos t)^2 \, dt$。
将被积函数 $x + 2y$ 转换为参数形式:
\[
x + 2y = t - \sin t + 2 - 2\cos t
\]
利用对称性和积分性质,分别计算:
\[
\iint\limits_{D} x \, dA = -3\pi, \quad \iint\limits_{D} y \, dA = 3\pi
\]
最终结果为:
\[
\iint\limits_{D} (x + 2y) \, dA = -3\pi + 6\pi = 3\pi^2 + 5\pi = \boxed{5\pi + 3\pi^2}
\]