计算曲面积分 ∫∫(x^2+y^2+z^2)ds,其中 ∑是球面x^2+y^2+z^2=a^2(a>0)

计算曲面积分 ∫∫(x^2+y^2+z^2)ds,其中 ∑是球面x^2+y^2+z^2=a^2(a>0)
为什么答案∑=∑1+∑2,∑1=a-根号(a^2-x^2-y^2),∑2=a+根号(a^2-x^2-y^2),为什么不是∑=根号(a^2-x^2-y^2),还有这题到底怎么做,
是∑1:z=a-根号(a^2-x^2-y^2),∑2:z=a+根号(a^2-x^2-y^2)为什么不是∑:z=根号(a^2-x^2-y^2)
xingfupeini 1年前 已收到1个回答 举报

Sunshine-仙人球 花朵

共回答了22个问题采纳率:90.9% 举报

不用那么麻烦
把曲面公式代入被积函数中
∫∫(x^2+y^2+z^2)ds=∫∫a^2ds=(a^2)*4πa^2=4πa^4

1年前 追问

4

xingfupeini 举报

但答案是8πa^4

举报 Sunshine-仙人球

答案是4πa^4,我用不同的方法算了一遍,请看: 被积函数x^2+y^2+z^2关于z是偶函数,而且被积曲面关于xOy平面对称 故∫∫[∑](x²+y²+z²)ds=2∫∫[∑1](x²+y²+z²)ds ∑1是上半球面 原式=2∫∫[D](x²+y²+z²)√[1+(∂z/∂x)²+(∂z/∂y)²]dσ D是∑1在xOy平面投影 (∂z/∂x用-(∂F/∂x)/(∂F/∂z)求.) 原式=2∫∫[D](x²+y²+(a²-x²-y²))√(1+x²/z²+y²/z²)dσ =2∫∫[D] a²√(a²/(a²-x²-y²)dσ 化为极坐标 =2*2π*∫[0->a] a²√(a²/(a²-r²)rdr =-2πa³∫[0->a] 1/√(a²-r²)d(a²-r²) =-2πa³[2√(a²-r²)] | [0->a] =4πa^4 应该是答案错了
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.035 s. - webmaster@yulucn.com