题目
二、解答题18 计算三重积分I=iiintlimits_(Omega)x dxdydz其中积分区域Ω为三个坐标面及平面x+2y+z=1所围成的闭区域。
二、解答题
18 计算三重积分$I=\iiint\limits_{\Omega}x dxdydz$其中积分区域Ω为三个坐标面及平面x+2y+z=1所围成的闭区域。
题目解答
答案
将积分区域 $\Omega$ 投影到 $xOy$ 平面,得到三角形区域 $D$,边界为 $y=0$,$x=0$,$x+2y=1$。
积分区域 $\Omega$ 表示为:
\[
0 \leq z \leq 1-x-2y, \quad 0 \leq y \leq \frac{1-x}{2}, \quad 0 \leq x \leq 1
\]
计算三重积分:
\[
\iiint\limits_{\Omega} x \, dxdydz = \int_{0}^{1} \int_{0}^{\frac{1-x}{2}} \int_{0}^{1-x-2y} x \, dz \, dy \, dx
\]
对 $z$ 积分得:
\[
\int_{0}^{1-x-2y} x \, dz = x(1-x-2y)
\]
对 $y$ 积分得:
\[
\int_{0}^{\frac{1-x}{2}} x(1-x-2y) \, dy = x \cdot \frac{(1-x)^2}{4}
\]
对 $x$ 积分得:
\[
\int_{0}^{1} x \cdot \frac{(1-x)^2}{4} \, dx = \frac{1}{4} \int_{0}^{1} x(1-2x+x^2) \, dx = \frac{1}{4} \left[ \frac{x^2}{2} - \frac{2x^3}{3} + \frac{x^4}{4} \right]_{0}^{1} = \frac{1}{48}
\]
**答案:** $\boxed{\frac{1}{48}}$