在处理与圆相关的二重积分问题时,若直角坐标系计算不便,极坐标系提供了一种有效解决方案。首先,极坐标系与直角坐标系间的转换关系,实质上是基于三角函数的简单关系,即 [公式] 。利用该关系,可将被积函数 [公式] 转换为极坐标下的表达式 [公式] ,同时,面积元素也需相应调整为 [公式] 。以圆为例,通过取小扇环作为面积元素,其长宽分别为 [公式] 和 [公式] ,面积元素为 [公式] 。接着,将极坐标表达的被积函数与面积元素相乘,转化为二次积分。遍历整个被积区域时,通常采用先θ后ρ或先ρ后θ的顺序,实际操作中,更常用先对θ积分的方法。以例题 [公式] 为例,首先识别题中与圆相关的被积区域,考虑使用极坐标系进行积分。将被积函数、面积元素和被积区域表示为极坐标形式:原式=[公式] 。选择先对θ积分,表达被积区域时先表示θ范围,ρ成为θ的函数:[公式] 。将二重积分转化为二次积分,注意积分时视其他变量为常数。计算二次积分,先对θ积分,再对ρ积分,最终得出结果为0。总结步骤:将题中表达式转换为极坐标形式;用极坐标表示被积区域,注意变量顺序;将二重积分转化为二次积分;计算二次积分,遵循被积区域表示顺序。