设在平面上的上连续,若变换
(1)在上具有一阶连续偏导数;
(2)在上;
(3)变换是一对一的,
则有:
注意上式中的是的绝对值。
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:
以为横坐标、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。
将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。
借助的,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。