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计算曲面积分∫∫(z^2+x)dydz-zdxdy其中积分面为z=1/2(x^2+y^2)介于z=0,和z=2之间部分下侧
不要用两类曲面积分间关系转化为第一类曲面积分做,就直接按第二类曲面积分算下,
人气:266 ℃ 时间:2020-04-14 06:56:12
解答
本题最简单的方法是高斯公式补Σ1:z=2,x²+y²≤4,上侧则两曲面加起来为封闭曲面,由Gauss公式∫∫(z^2+x)dydz-zdxdy=∫∫∫ (1-1)dxdydz=0因此原积分与Σ1上的积分互为相反数原式=-∫∫(z^2+x)dydz-zdxdy ...麻烦就用第二类曲面积分算下嘛,我老是算不出来其实做数学题应该是用合适的方法做适合的题,第二类曲面积分的主要方法是高斯公式,原始算法只是个次要方法,一般来说,平面的题会用它算就够了。先算:-∫∫ z dxdy,将曲面投影到xoy面,下侧取负,投影区域为:x²+y²≤4 -∫∫ z dxdy =(1/2)∫∫ (x²+y²) dxdy =(1/2)∫∫ r²r drdθ =(1/2)∫[0→2π]dθ∫[0→2] r³ dr =(1/2)(2π)(1/4)r⁴ |[0→2] =4π再算∫∫(z²+x)dydz,将曲面以yoz面为分界线,分为两部分,前部分叫Σ1,后一部分叫Σ2 先计算Σ1上积分,前侧取正,曲面方程为:x=√(2z-y²),积分区域由z=(1/2)y²与z=2所围 ∫∫(z²+x)dydz =∫∫(z²+√(2z-y²))dydz 先积z =∫[-2→2]dy∫[(1/2)y²→2](z²+√(2z-y²))dz =∫[-2→2] [(1/3)z³+(1/2)(2/3)(2z-y²)^(3/2)|[(1/2)y²→2] dy =∫[-2→2] [-(1/24)y⁶+8/3+(1/3)(4-y²)^(3/2)] dy =64/7+2π先计算Σ2上积分,后侧取负,曲面方程为:x=-√(2z-y²),积分区域由z=(1/2)y²与z=2所围 ∫∫(z²+x)dydz =-∫∫(z²-√(2z-y²))dydz =-∫[-2→2]dy∫[(1/2)y²→2](z²-√(2z-y²))dz =-64/7+2π综上最后结果为:4π+(64/7+2π)+(-64/7+2π)=8π真的没必要会这种方法,太麻烦了。
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