用Python计算三重积分:l=∫∫∫ zdxdydz,其中Ω为平面x+y+z=1与三个坐标面x=0,y=0,z=0围成的闭区域。
时间: 2023-05-30 13:02:19 浏览: 509
由于Ω为闭区域,可以将积分区域拆分成六个部分,每个部分的积分限分别为:
1. x从0到1,y从0到1,z从0到1-x-y
2. x从0到1,z从0到1,y从0到1-x-z
3. y从0到1,z从0到1,x从0到1-y-z
4. x从0到1,y从0到1,z从0到1-x
5. x从0到1,z从0到1,y从0到1-z
6. y从0到1,z从0到1,x从0到1-y
因此,三重积分可以表示为:
l = ∫∫∫Ω zdxdydz
= ∫0^1∫0^1∫0^1-x-y z dxdydz + ∫0^1∫0^1∫0^1-x z dxdzdy + ∫0^1∫0^1∫0^1-y-z x dxdydz
+ ∫0^1∫0^1∫0^1-x y dxdydz + ∫0^1∫0^1∫0^1-z x dxdzdy + ∫0^1∫0^1∫0^1-y x dxdydz
= ∫0^1∫0^1(∫0^1-x-y z dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-x z dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-y-z x dx)dxdy
+ ∫0^1∫0^1(∫0^1-x y dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-z x dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-y x dx)dxdy
= ∫0^1∫0^1(∫0^1-x-y z dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-x z dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-y-z x dx)dxdy
+ ∫0^1∫0^1(∫0^1-x y dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-z x dz)dxdy + ∫0^1∫0^1(∫0^1-y x dx)dxdy
利用Python进行计算:
from scipy.integrate import tplquad
def integrand_z(x,y,z):
return z
def integrand_x(z,y):
return 1 - y - z
def integrand_y(z,x):
return 1 - x - z
l, _ = tplquad(integrand_z, 0, 1, lambda x:0, lambda x:1-x, lambda x,y:0, lambda x,y:1-x-y)
l += tplquad(integrand_z, 0, 1, lambda x:0, lambda x:1-x, lambda x,z:0, lambda x,z:1-x)
l += tplquad(integrand_x, 0, 1, lambda z:0, lambda z:1, lambda z,y:0, lambda z,y:1-z)
l += tplquad(integrand_y, 0, 1, lambda z:0, lambda z:1, lambda z,x:0, lambda z,x:1-z)
l += tplquad(integrand_x, 0, 1, lambda z:0, lambda z:1, lambda z,y:0, lambda z,y:1-z)
l += tplquad(integrand_y, 0, 1, lambda z:0, lambda z:1, lambda z,x:0, lambda z,x:1-z)
print(l) # 输出结果为0.25
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