Calculadora de Jacobian Determinant
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Versión en chino: 二阶雅可比行列式计算器
原理:可微变换 T: (u, v) ↦ (x, y) 在每点的局部线性化由雅可比矩阵 [[∂x/∂u, ∂x/∂v], [∂y/∂u, ∂y/∂v]] 刻画,其行列式(雅可比行列式)就是该点处微小面积元的缩放因子——重积分换元公式 ∫∫ f(x, y) dx dy = ∫∫ f(T(u, v))·|J| du dv 的 |J| 正源于此。极坐标变换 x = r·cosθ、y = r·sinθ 的雅可比行列式 = r,这解释了圆面积积分中出现 r 因子:∫∫ r dr dθ。线性变换下雅可比矩阵就是矩阵本身,det = ad − bc;det = 0 表示变换退化(面积被压扁),换元失效。
步骤:输入二阶矩阵的四个元素,输出有向行列式与面积缩放因子;同时以 16 × 64 复合高斯求积数值复算单位圆盘面积(应为 π)与 ∫∫(x² + y²)dA(应为 π/2),交叉验证 r 因子换元。
示例:矩阵 [[2, 0], [1, 3]] 的 det = 6——单位正方形被拉成底 3 高 2 的平行四边形,面积恰放大 6 倍;极坐标 J(3, π/4) = 3.000000000000;单位圆盘数值面积 = 3.141592653590;∫∫(x² + y²)dA = 1.570796326795。
注意事项:行列式为负表示定向翻转(镜像),面积缩放取绝对值;四元输入需全为有限数;两个数值校验行的理论值分别是 π 与 π/2,误差应小于 1e-9;三阶以上行列式请用矩阵行列式工具(余子式展开或 LU 分解)。
相关:矩阵行列式工具给出一般 n 阶行列式的算法;二重积分换元在极坐标与柱面坐标中的实现都依赖本工具的 |J|;质心工具的面积加权同样源自该缩放因子。
Cómo usar la calculadora de jacobian determinant
- Rellena los campos con tus propios números — cada campo indica qué valor espera.
- El resultado se actualiza al instante mientras escribes; no hay que pulsar "Calcular".
- Lee la tarjeta de resultado para la cifra principal, la fórmula paso a paso y las notas prácticas.
Preguntas frecuentes
¿Es gratis la calculadora de jacobian determinant?
Sí — todas las calculadoras de matemáticas en Calcton son gratis y no requieren registro. Tus datos se procesan en tu navegador y nunca se envían a un servidor.
¿Hay una versión en chino de esta herramienta?
Sí. Usa el enlace a la versión china de arriba: es la misma calculadora con la interfaz en chino simplificado.
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