多元與向量微積分

多重積分(multiple integral)

單重積分把曲線下一條條細窄的長條加起來,得到面積。多重積分在更高維度裡玩同樣的把戲。想像一頂凹凸不平的帳篷支在一塊矩形場地上:要算出帳篷下封住的空氣體積,你把場地切成一個個瓷磚大小的小方塊,用每塊的面積乘以它正上方帳篷的高度,再把這些小盒子全加起來。這個總和就是二重積分——在一片區域上、而非沿一條線上的累積。

對於區域 R 上的函數 f(x, y),二重積分寫作 ∫∫_R f(x, y) dA,它的嚴格定義與單重積分一樣:當小方塊縮向零時黎曼和的極限。實際計算時,通常把它當作累次積分來求,一次只對一個變數積分:∫ 從 c 到 d ( ∫ 從 a 到 b f(x, y) dx ) dy。三重積分 ∫∫∫ f dV 把這一套推廣到三維實心區域。

多重積分是我們累加任何遍佈於空間中的量的方式:曲面下的體積、由密度求出的物體質量、某區域內的總電荷、某片面積上的平均值,或者質心。積分次序可以互換(對性狀良好的函數,由富比尼定理保證),而巧妙地選擇次序——或改用極座標、球座標——常能把一個看似無從下手的積分變成例行公事。

double integral over R of f(x,y) dA = integral_c^d ( integral_a^b f(x,y) dx ) dy

矩形區域上的二重積分,化作累次積分逐一變數地計算。

和單重定積分一樣,它被定義為黎曼和的極限,而不只是「體積」;體積只是它能度量的事物之一。

又稱
double integraltriple integral二重积分三重积分多重積分