补区域用中心对称。原区域为 D={(x,y):−2π≤x≤2π, sinx≤y≤1}。它本身不关于坐标轴对称。取矩形 R=[−2π,2π]×[−1,1],其在正弦曲线下方的部分记为 E,则 D,E 的内部不交,合起来为 R。
作变换 u=−x、v=−y,条件 −1≤y≤sinx 化为 sinu≤v≤1,故 E 与 D 关于原点对称。又 (−x)(−y)5=xy5,因此该项在两区域上的积分相等,得
∬Dxy5dxdy=21∬Rxy5dxdy=21∫−2π2πxdx(∫−11y5dy)=0.
而 ∣D∣=∫−2π2π(1−sinx)dx=π,因为 sinx 是奇函数。故原积分为 0−∣D∣=−π,选 D。
先对 y 积分。由 −2π≤x≤2π、sinx≤y≤1,得
I=∫−2π2πdx∫sinx1(xy5−1)dy=∫−2π2π[6x(1−sin6x)−1+sinx]dx.
其中 x(1−sin6x) 与 sinx 均为奇函数,在对称区间上的积分为零,因此 I=−∫−2π2π1dx=−π,选 D。