문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 다중적분

극좌표 이중적분

먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.

CLP-3 · 3.2절 · 4번대학 수준우리말 번역

<a,b>\left< a, b\right> 를 벡터라 하자. rr 를 <a,b>\left< a, b\right> 의 길이, θ\theta 를 <a,b>\left< a, b\right> 와 xx축 사이의 각이라 하자.

(a) aa 와 bb 를 rr 과 θ\theta 로 나타내세요. (b) <A,B>\left< A, B\right> 를 <a,b>\left< a, b\right> 를 시점을 중심으로 각 φ\varphi 만큼 회전하여 얻은 벡터라 하자. AA 와 BB 를 aa, bb, φ\varphi 로 나타내세요.

영어 원문 보기

Let <a,b>\left< a, b\right> be a vector. Let rr be the length of <a,b>\left< a, b\right> and θ\theta be the angle between <a,b>\left< a, b\right> and the xx-axis.

(a) Express aa and bb in terms of rr and θ\theta. (b) Let <A,B>\left< A, B\right> be the vector gotten by rotating <a,b>\left< a, b\right> by an angle φ\varphi about its tail. Express AA and BB in terms of aa, bb and φ\varphi.

정답·풀이 보기

다음은 <a,b>\left< a, b\right> 와 <A,B>\left< A, B\right> 의 개략도이다.

그림

(a) 그림에서

a=rcos⁡θb=rsin⁡θ\begin{aligned} a&=r\cos\theta\\ b&=r\sin\theta \end{aligned}

(b) 벡터 <A,B>\left< A, B\right> 의 길이는 이번에도 rr 이고 <A,B>\left< A, B\right> 와 xx축 사이의 각은 θ+φ\theta +\varphi 이다. 따라서

A=rcos⁡(θ+φ)=rcos⁡θcos⁡φ−rsin⁡θsin⁡φ=acos⁡φ−bsin⁡φB=rsin⁡(θ+φ)=rsin⁡θcos⁡φ+rcos⁡θsin⁡φ=bcos⁡φ+asin⁡φ\begin{aligned} A&=r\cos(\theta+\varphi) &&=r\cos\theta\cos\varphi-r\sin\theta\sin\varphi &&=a\cos\varphi-b\sin\varphi\\ B&=r\sin(\theta+\varphi) &&=r\sin\theta\cos\varphi+r\cos\theta\sin\varphi &&=b\cos\varphi+a\sin\varphi \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

Here is a sketch of <a,b>\left< a, b\right> and <A,B>\left< A, B\right>.

figure

(a) From the sketch,

a=rcos⁡θb=rsin⁡θ\begin{aligned} a&=r\cos\theta\\ b&=r\sin\theta \end{aligned}

(b) The length of the vector <A,B>\left< A, B\right> is again rr and the angle between <A,B>\left< A, B\right> and the xx-axis is θ+φ\theta +\varphi. So

A=rcos⁡(θ+φ)=rcos⁡θcos⁡φ−rsin⁡θsin⁡φ=acos⁡φ−bsin⁡φB=rsin⁡(θ+φ)=rsin⁡θcos⁡φ+rcos⁡θsin⁡φ=bcos⁡φ+asin⁡φ\begin{aligned} A&=r\cos(\theta+\varphi) &&=r\cos\theta\cos\varphi-r\sin\theta\sin\varphi &&=a\cos\varphi-b\sin\varphi\\ B&=r\sin(\theta+\varphi) &&=r\sin\theta\cos\varphi+r\cos\theta\sin\varphi &&=b\cos\varphi+a\sin\varphi \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 3권 · 5.3절 · 18번우리말 번역

다음 연습문제에서, 극직사각형 영역 DD 위에서 이중적분 ∬Rf(x,y)dA\iint_{R}f(x,y)dA 의 값을 구하세요.

f(x,y)=x4+2x2y2+y4f(x,y)={x}^{4}+2{x}^{2}{y}^{2}+{y}^{4}, 단, D={(r,θ)∣3≤r≤4,π3≤θ≤2π3}.D=\{(r,\theta )|3\le r\le 4,\frac{\pi }{3}\le \theta \le \frac{2\pi }{3}\}.

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3367π18\frac{3367\pi }{18}

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