考研数学复习时候的一道有意思的二重积分

题目:在这里插入图片描述
画个图:
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题意是两个圆相减得到的区域。
首先来看这个区域,在这里插入图片描述
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好像不属于书上给的几种情况。

思考后决定先把大圆补上,然后减去小圆就可以了。

大圆很简单:
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问题是这个小圆:

首先它属于图(a)么,肯定不属于,因为极径闯过了一个函数图像两次,相当于上下限是想通的,积分等于0。

然后动了歪脑筋,想把圆心从(1,0)搬到(0,0),然后再做一个换元,解决积分困难的问题。
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这个做法是错误的,首先把圆心搬到了原点没问题,但问题是后面又做了一次广义极坐标变换,相当于积分区域又变了,然后这个时候我还没有发觉,继续做下去得到了错误的答案~

百思不得其解之后决定:先把圆心搬到原点,然后做三角换元(我用matlab验证了下,确实能暴力算出来,但看那个表达式就算了)。

回来继续审视四种情况,那个图(10-20)好像有点意思:一个扇形,如果圆心角不断的增加,最后不就是一个圆么?换句话说圆就是特殊的扇形。

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于是得到了这个结果,求得=-32/9

很开心,不管题目难以如何,起码是自己想出来的。

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