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∑属于x/2+y/3+z/4=1的第一卦象,则曲面积分∫∫∑(x^2+y^2+z^2)^1/2dS

答案:2  悬赏:30  
解决时间 2021-02-22 02:12
∑属于x/2+y/3+z/4=1的第一卦象,则曲面积分∫∫∑(x^2+y^2+z^2)^1/2dS
最佳答案
解:∵x/2+y/3+z/4=1
==>z=4-2x-4y/3
∴αz/αx=-2,αz/αy=-4/3
==>dS=√[1+(αz/αx)²+(αz/αy)²]dxdy=(√61/3)dxdy
故 原式=∫∫√[x²+y²+(4-2x-4y/3)²](√61/3)dxdy (S表示∑在xoy平面上的投影:x/2+y/3=1)
=(√61/3)∫<0,2>dx∫<0,3(1-x/2)>√[x²+y²+(4-2x-4y/3)²]dy
=(√61/3)∫<0,2>[25-(75/2)x+(89/4)x²-(37/8)x³]dx
=(√61/3)[25*2-(75/4)*2²+(89/12)*2³-(37/32)*2^4]
=(√61/3)(95/6)
=95√61/18。
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  • 1楼网友:转身后的回眸
  • 2021-02-21 11:24
解:∵x²+y²+z²=1 ==>z=±√(1-x²-y²) 令s1:z=√(1-x²-y²),s2:z=-√(1-x²-y²)。则s1和s2在xoy平面上的投影都是圆s:x²+y²=1 ∴球面∑=s1+s2 ∵αz/αx=±(-x/√(1-x²-y²)),αz/αy=±(-y/√(1-x²-y²)) ∴ds=√(1+(αz/αx)²+(αz/αx)²)dxdy=dxdy/√(1-x²-y²) 故∫∫<∑>(x+y+z+1)²ds=∫∫(x+y+z+1)²ds+∫∫(x+y+z+1)²ds =∫∫(x+y+√(1-x²-y²)+1)²dxdy/√(1-x²-y²)+∫∫(x+y-√(1-x²-y²)+1)²dxdy/√(1-x²-y²) =∫∫[(x+y+√(1-x²-y²)+1)²+(x+y-√(1-x²-y²)+1)²]dxdy/√(1-x²-y²) =4∫∫(xy+x+y+1)dxdy/√(1-x²-y²) =4∫<0,2π>dθ∫<0,1>[r²sinθcosθ+r(sinθ+cosθ)+1]rdr/√(1-r²) (作极坐标变换) =4∫<0,2π>[sin(2θ)/3+π(sinθ+cosθ)/4+1]dθ (中间运算省约) =4*(2π) =8π。
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