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计算曲面积分I=∫∫(x+2y+z)ds其中区域:球面x^2+y^2+z^2=a^2在第一挂限部分

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/04 09:37:02
计算曲面积分I=∫∫(x+2y+z)ds其中区域:球面x^2+y^2+z^2=a^2在第一挂限部分
计算曲面积分I=∫∫(x+2y+z)ds其中区域:球面x^2+y^2+z^2=a^2在第一挂限部分
z=√(a^2-x^2-y^2),zx’=-x/ √(a^2-x^2-y^2),zy’=-y/ √(a^2-x^2-y^2),
ds=√(zx’^2+zy’^2+1)dxdy= dxdy /√(a^2-x^2-y^2)
I=∫∫(x+2y+z)ds=∫∫(x+2y+√(a^2-x^2-y^2))* dxdy /√(a^2-x^2-y^2)
换元,x=r*cosθ,y=r*sinθ,dxdy=rdrdθ积分区间:0≤r≤a,0 ≤θ≤π/2,
原式I=∫∫(r*cosθ+2 r*sinθ+√(a^2-r^2))* rdrdθ /√(a^2-r^2)
=∫∫(r^2*cosθdrdθ /√(a^2-r^2)+2 ∫∫r^2*sinθdrdθ /√(a^2-r^2)+∫∫rdrdθ
=∫(cosθ+2sinθ)dθ∫(r^2* dr /√(a^2-r^2) +∫dθ∫rdr
=(sinθ-2cosθ)(0->π/2)*[-r/2*√(a^2-r^2)+1/2*a^2*arcsin(r/a)](0->a)+ π/2*1/2*r^2(0->a)
=3*π/4*a^2+π/4*a^2
=πa^2
再问: 答案是πa^3啊
再答: 对,是πa^3,我最后两步把数字写错了