求双曲抛物面z=xy被柱面x²+y²=1(x>=0,y>=0)截下的部分的面积
时间: 2023-06-18 10:06:57 浏览: 234
截面积计算
首先,柱面$x^2 + y^2 = 1$在第一象限中的投影区域为一个四分之一的圆盘,即$D = \{(x,y)|x\ge 0, y\ge 0, x^2 + y^2 \le 1\}$,如下图所示:
![xy-plane](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/q57d7b6j.png)
其次,双曲抛物面$z=xy$在第一象限中可以表示为$z = f(x,y) = xy$,如下图所示:
![xy-plane2](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/s0y0bkf5.png)
因此,被柱面$x^2+y^2=1$截下的部分的面积为:
$$
\begin{aligned}
S &= \iint\limits_D f(x,y) d\sigma \\
&= \int\limits_0^1\int\limits_0^{\sqrt{1-x^2}} xy dy dx \\
&= \int\limits_0^1 x\left[\frac{1}{2}y^2\right]_0^{\sqrt{1-x^2}} dx \\
&= \frac{1}{2}\int\limits_0^1 x(1-x^2) dx \\
&= \frac{1}{2}\left[\frac{1}{2}x^2 - \frac{1}{4}x^4\right]_0^1 \\
&= \frac{1}{8}
\end{aligned}
$$
因此,被柱面$x^2+y^2=1$截下的部分的面积为$\frac{1}{8}$。
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