字典翻译 问答 高中 数学 一道数学第一类曲面积分题求面x^2+y^2+z^2=a^2被柱面x^2+y^2=ax截下部分的面积
问题标题:
一道数学第一类曲面积分题求面x^2+y^2+z^2=a^2被柱面x^2+y^2=ax截下部分的面积
问题描述:

一道数学第一类曲面积分题

求面x^2+y^2+z^2=a^2被柱面x^2+y^2=ax截下部分的面积

马连湘回答:
  面积=∫∫√[1+(z'x)²+(z'y)²dxdy   其中z'x=-x/z,z'y=-y/z   √[1+(z'x)²+(z'y)²=|a/z|   现在分析被积区域的取值范围   先考虑z>0部分,余下的z0部分面积一样   交线在平面z=0的投影是x²+y²=ax,写成极坐标就是r=acost   其中r的取值范围是(0,a),t的取值范围是(-π/2,π/2)   而z=√(a²-x²-y²)=√(a²-r²)   面积(z>0)=∫∫(a/z)dxdy=∫(-π/2,π/2)dt∫(0,acost)[a/√(a²-r²)]rdr   =∫(-π/2,π/2)dt*a²(1-|sint|)=a²(t+cost)|(0,π/2)+a²(t-cost)|(-π/2,0)=a²(π-2)   所以总面积为(2π-4)a²
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