를 다음과 같이 주어진 의 영역이라 하자.
(a) 영역 의 그래프를 그리세요. (b) 적분 를 반복적분 의 합으로 나타내세요. (c) 적분 를 , 인 극좌표 에서의 반복적분으로 나타내세요.
영어 원문 보기
Let be the region in given by
(a) Sketch the region . (b) Express the integral a sum of iterated integrals . (c) Express the integral as an iterated integral in polar coordinates where and .
정답·풀이 보기
(a) 다음에 주목한다.
- 조건 은 를 원점을 중심으로 하는 반지름이 인 원의 내부로 제한한다.
- 조건 는 를 , 인 부분, 즉 제1사분면으로 제한한다.
- 조건 와 는 로 제한한다. 따라서 는 (가파른) 직선 의 아래쪽에 있고, (가파르지 않은) 직선 의 위쪽에 있다.
다음은 의 그래프이다.

(b) 직선 는 원 과 다음을 만족하는 점 에서 만난다.
또한 직선 는 원 과 다음을 만족하는 점 에서 만난다.
따라서 제1팔분면에서 와 의 교점은 이고, 제1팔분면에서 와 의 교점은 이다.
다음 그림과 같이 가로 띠를 이용하여 반복적분을 세운다.

이 그림을 보면 위에서
- 는 에서 까지 변하고,
- 과 사이의 각 고정된 에 대해 는 에서 까지 변하고,
- 과 사이의 각 고정된 에 대해 는 에서 까지 변한다.
그러므로
(b) 극좌표에서
- 방정식 은 이 되고,
- 방정식 는 , 즉 이 되고,
- 방정식 는 , 즉 가 된다.
다음 그림을 보면

위에서
- 는 에서 까지 변하고,
- 그 범위의 각 고정된 에 대해 는 에서 까지 변한다.
이고 , 이므로
원본 교재 풀이(영어)
(a) Observe that
- the condition restricts to the interior of the circle of radius centred on the origin, and
- the conditions restricts to , , i.e. to the first quadrant, and
- the conditions and restrict . So lies below the (steep) line and lies above the (not steep) line .
Here is a sketch of

(b) Observe that the line crosses the circle at a point obeying
and that the line crosses the circle at a point obeying
So the intersection point of and in the first octant is and the intersection point of and in the first octant is .
We'll set up the iterated integral using horizontal strips as in the sketch

Looking at that sketch, we see that, on ,
- runs from to , and
- for each fixed between and , runs from to , and
- for each fixed between and runs from to .
So
(b) In polar coordinates
- the equation becomes , and
- the equation becomes or , and
- the equation becomes or .
Looking at the sketch

we see that, on ,
- runs from to , and
- for each fixed in that range, runs from to .
As , and , ,




