質問<502>2001/6/2
from=Tetsuya
「2重積分」


毎回二重積分なんですが・・・よろしくお願いします。 

問1
∫∫D  {y/(x^2+y^2)} dx dy  D:0≦x≦y≦4
Dは積分範囲

問2
∫∫D  √(x^2-y^2) dx dy    D:0≦y≦x≦1
D:積分範囲
2回計算したんですが、答えは π/12 となってるのに
どうしても  (π-1)/12 になってしまいます・・・
正しい解答の仕方をお願いします。


お返事2001/6/3
from=武田


問1
      y
∫∫D(──────)dxdy
    x2 +y2 
D:0≦x≦y≦4
を表現し直すと、
 4 4    2y
∫ ∫  ────────dxdy
 0 x 2(x2 +y2 )

 1 4            4
=─∫  [log|x2 +y2 |] dx
 2 0            x

 1 4
=─∫  (log|x2 +16|-log|2x2 |)dx
 2 0

 1               4  4  2x2 
=─{[x・log|x2 +16|] -∫  ─────dx
 2               0  0 x2 +16

                  4  4  4x2 
     -[x・log|2x2 |] +∫  ─────dx}
                  0  0  2x2 

 1         4 2(x2 +16)-32
=─{4log32-∫  ─────────── dx
 2         0    x2 +16

              4
     -4log32+∫ 2dx}
              0

 1  4  32
=─{∫  ─────dx}
 2  0 x2 +16

     4  dx
=16・∫  ─────
     0 x2 +16

     1    x 4
=16・[─tan-1─ ]
     4    4 0

    1 π
=16・─・─=π ……(答)
    4 4

問2
∫∫D  √(x2 -y2 ) dx dy
D:0≦y≦x≦1
を表現し直すと、
 1 x
∫ ∫ √(x2 -y2 )dxdy
 0 0

  1 1                 y  x
=∫ [─{y√(x2 -y2 )+x2 sin-1 ─ }] dx
  0 2                 x  0

  1 1
=∫ ───(x2 sin-1 1 )dx
  0 2

 1  1  π
=─ ∫  (─・x2 )dx
 2  0  2

 π x3  1   π
=─[──]  =── ……(答)
 4 3  0  12