Так у Вас же еще и координатные плоскости. И надо, чтобы получалось что-то ограниченное.
Вот, да, я об этом как раз:
А проекция нашей фигуры, насколько я понимаю, будет в четвертой четверти, и будет ограничена координатными осями и четвертью той штуки, которая отдаленно напоминает окружность. Поэтому по фи пределы такие.
Другое дело, что уравнение безобразно решается относительно

... там, часом, нет опечатки, во второй поверхности? Может, там не произведение, а сумма?