5.2.7 曲面积分的计算(例5.56—5.58)

更新于 2026年10月13日 版权声明
5.2.7 曲面积分的计算(例5.56—5.58)

例5.56(北京市1992年竞赛题) 计算曲面积分

图示

其中S是球面x2+y2+z2=1的外侧.

解析 由S的对称性,可知

图示

且

图示

于是

图示

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例5.57(南京大学1996年竞赛题) 设S表示球面x2+y2+z2=1的外侧位于x2+y2-x≤0,z≥0的部分,试计算I=图示+y2dzdx+z2dxdy.

解析 曲面S在xy平面上的投影为

D={(x,y)|x2+y2≤x}(https://www.daowen.com)

由于F=x2+y2+z2-1,n=图示=2(x,y,z),故

图示

于是

图示

例5.58(精选题) 计算曲面积分

图示

其中Σ是上半球面z=图示在柱面图示+y2=1之内部分的上侧.

解析 记F(x,y,z)=x2+y2+z2-4Rx=0(z≥0),则曲面Σ的法向量为n=(x-2R,y,z),于是

图示

记曲面Σ在xy平面上的投影区域为D,D:图示+y2≤1,则

图示

令x=图示+u,y=v,记D1:u2+v2≤1,则

图示

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