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文檔簡介

1、 第二十二章曲面積分習題課一 疑難問題與注意事項 1.第一型曲面積分的計算方法:答 1)先把的方程代入,再利用為的表面積;例如其中為柱面被平面所截取的部分;解 .2)利用公式(1)設有光滑曲面,為上的連續函數,則注 一投-將曲面向面投影得;二代-將代入到中;三變換-變成.(2)類似地,如果光滑曲面由方程,則 ,其中表示曲面在面上的投影(3)如果光滑曲面由方程,則其中表示曲面在面上的投影3)利用對稱性(1)若曲面關于坐標面對稱,為上的連續函數,為位于上部的曲面,則(2)若曲面關于坐標面對稱,為上的連續函數,為中的那部分曲面,則(3)若曲面關于坐標面對稱,為上的連續函數,為中的那部分曲面,則(4)

2、若積分曲面關于具有輪換對稱性,則有2.第二型曲面積分的方法:答 1)公式:(1)設是定義在光滑曲面 上的連續函數, 以的上側為正側,則有 注一投-曲面向面投影得;二代-將代入到中;三定向看的法線方向與軸的夾角,若夾角為銳角,則為正,否則為負(2)類似地,當在光滑曲面上連續時,有 這里是以的法線方向與軸的正向成銳角的那一側為正側,(3)當在光滑曲面上連續時,有 這里是以的法線方向與軸的正向成銳角的那一側為正側 2)若,則 3)高斯公式注 高斯公式的適用條件是:1)函數,在上具有一階連續的偏導數2)封閉,若不封閉需要補面,讓它封閉,假如補面后封閉,則有3)取外側;如果取內側,則取外側,則有 3.各

3、種積分間的聯系第一型曲線積分二重積分第二型曲線積分 格林公式 斯托克斯公式 三重積分第一型曲面積分積分第二型曲面積分面積分 高斯公式 二 典型例題1.計算第一型曲面積分,其中是上半球面,解 把向面投影得 注 ,因為關于軸對稱,且奇 2.計算曲面積分,其中是球面解: 球面關于,具有對稱性, = 3計算曲面積分,其中是旋轉拋物面介于平面及之間部分的下側解 補平面的上側,則為封閉曲面,在其上應用高斯公式: 4計算第二型曲面積分,其中曲面為橢球面的上半部分,其方向為下側解:為求 (取下側),只須求(取上側),那么為求,將與底面(其中是在坐標面上的投影)組成的封閉曲面記為,即,其中方向取上側,方向取下側設圍成的區域為,由高斯公式:又由于,那么,從而 5計算,其中是上半球面的外側解:曲面不封閉,補上曲面,取下側6.,其中是單位球面的外側解 7.求,其中是立方體的表面與平面的交線,取向從軸正向看去是逆時針方向解:可見交線若分為六段積分的計算量很大,且也不便于表示為一個統一的參數式,因為閉曲線,且,連續可微,故考慮用斯托克斯公式,令為被所圍的一塊,取上側,則的取向與的取側相容,應用斯托克斯公式得8.計算,

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