假设是一个平面有界图形,用一个和坐标轴平行的一组直线网分割这个图形(图1-2)。这个时候直线网的网眼——小闭矩形可分为三类:(1)上的点都是的内点,(2)上的点都是的外点,也就是,(3)上含有的边界点。
图1-2
我们将所有属于直线网的第(1)类小矩形(图1-2中阴影部分)的面积加起来,记这个和数为,则有(这里表示包含的那个矩形的面积);把第(1)类和第(3)类小矩形的面积加起来,把这个和数记作,就有。文献综述
数集有上确界,数集有下确界,记
通常称为的内面积,为的外面积。
定义3 如果平面图形的内面积和它的外面积相等,就称是可求面积,并把它们的共同值称为的面积。
定理1。1 平面有界图形可求面积的充要条件是:总是存在直线网,对任意给出的,有
证明 (必要性)假设平面有界图形的面积为。由定义3,有,对任给的,有及的定义知道,分别存在直线网与,使得
是由和这两个直线网合并之后的直线网,可以得到
, ,
于是由(1-3)可得
从而得到对直线网有。
(充分性存在某一个直线网,假设对任意给出的,都使(1-2)式成立。但
所以 由的任意性,因此,因而平面图形可求面积。
定理1。2 平面有界图形可以求出面积的充要条件为:的边界的面积为零。
证明 由定理1。1,可求面积的充要条件是:对任给的,存在直线网,使得。由于
所以也有。由上述可得,的边界的面积为零。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
定理1。3 如果曲线是定义在上的连续函数的图像,那么曲线的面积等于零。
定义4 在可以求出面积的闭区域上,定义一个函数。如果存在某一个正数对任意给出的正数,使得对的分割,它的细度满足,那么属于的所有积分之和都满足
这个时候就称为在上可积,数称为函数在上的二重积分,记作
,
这里是积分区域,是积分变量,是二重积分的被积函数。
从二重积分的定义可以看出,如果在区域上可积,那么就和定积分的情况一样,对任意一个分割,只要,(1-4)式都是成立的。
定理1。4 在上可积的充要条件是:
。
定理1。5 在上可积的充要条件是:对于任给的正数,存在的某个分割,使得。