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重積分13の解説 (式に絶対値がはいっている2重積分)

 

平面上の領域D{(x,y)| 0≦x≦1,0≦y≦1 }のとき、

 

[math]\int \int _{D}\left| x-y\right| ^{-\dfrac {2}{3}}dxdy[/math] の2重積分を解く。

 

 

 

 

x≧yの場合(A)

 

 

[math]\int \int \left( x-y\right) ^{-\dfrac {2}{3}}dydx =\int ^{1}_{0}dx\int ^{x}_{0}\left( x-y\right) ^{-\dfrac {2}{3}}dy =\int ^{1}_{0}dx\left[ -3\left( x-y\right) ^{\dfrac {1}{3}}\right] ^{y=x}_{y=0}[/math]

 

 

[math]=\int ^{1}_{0}3x^{\dfrac {1}{3}}dx=3\left[ \dfrac {3}{4}x^{\dfrac {4}{3}}\right] ^{1}_{0}=\dfrac {9}{4}[/math]

 

 

y≧xの場合(B)

 

[math]=\int \int \left( y-x\right) ^{-\dfrac {2}{3}}dxdy=\int ^{1}_{0}dy\int ^{y}_{0}\left( y-x\right) ^{-\dfrac {2}{3}}dx[/math]

 

 

[math]=\int ^{1}_{0}dy\left[ -3\left( y-x\right) ^{\dfrac {1}{3}}\right] ^{x=y}_{x=0}=\int ^{1}_{0}3y^{\dfrac {1}{3}}dy[/math]

 

 

[math]=3\left[ \dfrac {3}{4}y^{\dfrac {4}{3}}\right] ^{1}_{0}=\dfrac {9}{4}[/math]

 

 

[math] \int \int _{D}\left| x-y\right| ^{-\dfrac {2}{3}}dxdy=\dfrac {9}{4}+\dfrac {9}{4}=\dfrac {9}{2}[/math]

 

 

 

[math]\dfrac {9}{2}[/math]・・・答え

 

 

 

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