二重积分的换元法

平面上的上连续,若变换

        (1)上具有一阶连续偏导数;

        (2)在

        (3)变换是一对一的,

则有:

注意上式中的的绝对值。

该定理不做证明,就进行一下直观说明。首先可以将变换可改写为,即:

为横坐标、为纵坐标建立直角坐标系,该坐标系也称为坐标系(坐标系)。借助坐标系下的可以变换为坐标系(坐标系)下的,如下图所示。

坐标系下的划分为个小矩形,如下图所示,其中标注出了中的某小矩形以及其边长。在的作用下,每一个小矩形都可以变换为中的小,比如就变换为了,从而被划分为了个小

借助,可以得到小平行四边形,如下图所示。

通过就可以算出的面积:

小平行四边形是小的线性近似,所以在时,即时有。令,从而在坐标系下可以改写如下:

所以此时的也可记作:

上式中的也就是上述定理中的

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