合聚咖

合聚咖

这个题,不用高斯公式以及两类曲线积分转化,直接用第二型曲面积分算能算吗

admin

可以用下面的公式:

∬∑f(x,y,z)dydz,其中∑为曲面S的投影区域,f(x,y,z)为S上的某个函数。

首先,需要先找到曲面S的投影区域。根据题目所给的抛物面方程,可知该曲面在xz平面上的投影是圆形,中心在原点,半径为根号下2。

接下来,需要计算∬S(x2+x)dydz和∬Szdxdy。

对于第一个积分式,将x2+x看作整体来处理,得到

∬S(x2+x)dydz = ∫∫D (x2+x)dydz,

其中D为在xz平面上的圆形区域。由于抛物面的方程是z=12(x2+y2),所以有y2 = z - 12x2。因此,

∬S(x2+x)dydz = ∫∫D (x2+x)dydz

= ∫∫D (x2+x)√(1+(∂z/∂y)2+(∂z/∂x)2)dydx

= 2∫0∫√(2-x2)(x2+x)dxdy

= 2∫0π/2∫0√(2-sin2θ)(sin2θ+sinθcosθ)dθdr

= 8/3.

对于第二个积分式,由于抛物面处于平面z=0和z=2之间,因此,该积分式可以写成

∬Szdxdy = ∫∫D zdydx,

其中D为在xz平面上的圆形区域。同样地,由于抛物面的方程是z=12(x2+y2),因此有

∬Szdxdy = ∫∫D (1/2)(x2+y2)dydx

= 1/2∫0π/2∫0√(2-sin2θ)r2sinθdrdθ

= 2/3.

最终,所求的第二型曲面积分为

∬S(x2+x)dydz - zdxdy = (8/3) - (2/3) = 2.