计算曲面积分(x+y)dydz,其中的区域是抛物面y=2x^2+z^2(x^2+z^2≤1)
时间: 2024-06-07 21:07:49 浏览: 145
11.5 对坐标的曲面积分.pptx
首先,需要将曲面参数化,可以使用以下参数化方程:
x = u
y = 2u^2
z = v
其中,u 和 v 分别是曲面上的参数,满足条件 x^2 + z^2 ≤ 1。
接下来,需要计算曲面积分,根据公式,可以得到:
∬S(x+y)dydz = ∫∫(x+y)·|∂(y,z)/∂(u,v)|dudv
其中,|∂(y,z)/∂(u,v)| 表示参数化后的曲面元素。
根据参数化方程,可以计算出 ∂(y,z)/∂(u,v) 的值为 4u。
因此,曲面积分可以表示为:
∬S(x+y)dydz = ∫u=-1~1 ∫v=-√(1-u^2)~√(1-u^2) (u+2u^2)·4u dvdu
对 v 进行积分,得到:
∬S(x+y)dydz = ∫u=-1~1 8u^2√(1-u^2)·(u+2u^2)du
对 u 进行积分,得到:
∬S(x+y)dydz = 8∫u=-1~1 u^3√(1-u^2) + 2u^4√(1-u^2)du
通过换元法,令 t = 1-u^2,可以将积分表示为:
∬S(x+y)dydz = 4∫t=0~1 (1-t)^(3/2) + (1-t)^(5/2)dt
对 t 进行积分,得到:
∬S(x+y)dydz = 4/5 [2(1-t)^(5/2) + 2/3(1-t)^(3/2)]_0^1
化简后,得到:
∬S(x+y)dydz = 8/15 (3√2 + 2)
因此,曲面积分的结果为 8/15 (3√2 + 2)。
阅读全文