よくわかる慣性モーメント>>重積分

重積分

2変数の積分−重積分

初めに(20210619)

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形としては次のようになります。

重積分イメージ

重積分dxdyの意味

(x, y)

慣性モーメント,微分積分,偏微分,合成関数,部分積分,対数積分,重積分,2重積分,指数関数(x, y)座標系で表現したときの微小面積になります。


ただしこの微小面積は座標系によって異なります。

座標系に依存しない形ではintegral sdsと書き、先ほどのデカルト表現においてはds = dxdyです。

 

ここでこのdsを図で考えてみましょう。

 

座標系がq1, q2のとき、

(1) 点q1, q2を考える。

(2)すべての変数をdqi(i = 1, 2)ずらす。

 

この時すべてのずらし方を考えます。
慣性モーメント,微分積分,偏微分,合成関数,部分積分,対数積分,重積分,2重積分,指数関数

(3)すべての経路によって囲まれた部分の面積が面積要素dsになります。

  • デカルトでのds
  • 慣性モーメント,微分積分,偏微分,合成関数,部分積分,対数積分,重積分,2重積分,指数関数

     

  • 極座標でのds(r, θ)
  • 慣性モーメント,微分積分,偏微分,合成関数,部分積分,対数積分,重積分,2重積分,指数関数

極座標における微小面積dsの求め方

ds polar conversion

 

ds polar conversion

ds polar conversion


 

ds polar conversion

 


求められた上記の式において、第一項が微少量の2次、第二項が微少量の3次になります。

 

とりあえず、この場面においては上記の微少量の3次はキャンセルできるとしましょう。そうすると極座標における微小面積dsは次のように表現できることになります。

 

ds = rdrdtheta

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