毎回お世話になってます。
また二重積分なのですがよろしくお願いします。
∫∫D {\(x^{3}\)/\(\sqrt{\quad}\)(\(x^{2}\)+\(y^{2}\))}dxdy
D: 1≦\(x^{2}\)+\(y^{2}\)≦4 x≧0
Dは積分範囲
毎回お世話になってます。
また二重積分なのですがよろしくお願いします。
∫∫D {\(x^{3}\)/\(\sqrt{\quad}\)(\(x^{2}\)+\(y^{2}\))}dxdy
D: 1≦\(x^{2}\)+\(y^{2}\)≦4 x≧0
Dは積分範囲
領域Dは下図の赤色の部分になる。

x3
∫∫────────dxdy
D1 \(\sqrt{\quad}\)(x2 +y2 )
x=rcosθ、y=rsinθと変数変換すると、
dxdy=rdrdθ
\(\sqrt{\quad}\)(x2 +y2 )=r
x≧0より、cosθ≧0、したがって、-π/2≦θ≦π/2
1≦r2 ≦4より、1≦r≦2
π/2 2 (rcosθ)3
∫ ∫ ───────・rdrdθ
-π/2 1 r
π/2 2
=∫ dθ・∫ r3 cos3 θdr
-π/2 1
π/2 r4 2
=∫ dθ・[───cos3 θ]
-π/2 4 1
π/2 16-1
=∫ ────cos3 θdθ
-π/2 4
15 π/2
=──・∫ (1-sin2 θ)cosθdθ
4 -π/2
15 1
=──・∫ (1-t2 )dt
4 -1
15 t3 1
=──・[t-── ]
4 3 -1
15 1 1
=──・(1-─+1-─)
4 3 3
15 2 15 4
=──・(2-─)=──・─=5……(答)
4 3 4 3