设∑是圆锥面x^2+y^2=z^2(0≤z≤2)外侧,则∬∑4xdydz+ydzdx+zdxdy=? 给出解析过程。
时间: 2023-12-17 12:03:10 浏览: 107
我们可以使用圆柱坐标系来描述该圆锥面,即$x=r\cos\theta$,$y=r\sin\theta$,$z=z$。在圆柱坐标系下,圆锥面的方程可以写成$r^2=z^2$,即$r=z$。
首先,我们计算出该圆锥面的边界。当$z=0$时,圆锥面退化成一个点$(0,0,0)$;当$z=2$时,圆锥面与平面$z=2$相交于一个圆$x^2+y^2=4$。
接下来,我们计算积分。根据题目,面积分可以表示为:
$$\iint_{\sum}4xdydz+ydzdx+zdxdy$$
根据圆柱坐标系下的面积分公式,可以将面积分化为三个积分:
$$\iint_{\sum}4xdydz+ydzdx+zdxdy=\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{2}(4r\cos\theta)rdzdrd\theta+\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{2}(z)rdzdrd\theta+\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{2}(r\sin\theta)dzdrd\theta$$
对$r$和$z$分别进行积分,得到:
$$\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{2}(4r\cos\theta)rdzdrd\theta=0$$
$$\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{2}(z)rdzdrd\theta=\frac{8\pi}{3}$$
$$\int_{0}^{2\pi}\int_{0}^{2}(r\sin\theta)dzdrd\theta=0$$
因此,最终的面积分为:
$$\iint_{\sum}4xdydz+ydzdx+zdxdy=\frac{8\pi}{3}$$
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