这是一道曲面积分,有谁会做呀?
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(x+y+z)²
=x²+y²+z²+2(xy+yz+zx)
xy项,对x是奇函数,有(x,y,z),必有(-x,y,z)与之对应,两项互相抵消,积分是0;
同理,yz,zx的积分也都是0,
等同于:
∫∫(Σ)(x²+y²+z²)dS=R²∫∫(Σ)dS=4πR^4
=x²+y²+z²+2(xy+yz+zx)
xy项,对x是奇函数,有(x,y,z),必有(-x,y,z)与之对应,两项互相抵消,积分是0;
同理,yz,zx的积分也都是0,
等同于:
∫∫(Σ)(x²+y²+z²)dS=R²∫∫(Σ)dS=4πR^4
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这道题不会做,因为上学数学学的不好
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球方程即 z^2 = R^2-x^2-y^2, 得 2z∂z/∂x = -2x, ∂z/∂x = -x/z,
同理 ∂z/∂y = -y/z
则 dS = √[1+(-x/z)^2+(-y/z)^2] = (R/|z|)dxdy = [R/√(R^2-x^2-y^2)]dxdy
在上半球面的积分是
I = ∫∫<Dxy>[R^2+2xy+(2x+2y)√(R^2-x^2-y^2)][R/√(R^2-x^2-y^2)]dxdy
Dxy 关于 x,y 轴都对称,则 y, x 的奇函数积分为 0.
I = R^3∫∫<Dxy>[1/√(R^2-x^2-y^2)]dxdy
= R^3∫<0, 2π>dt∫<0, R>rdr/√(R^2-r^2)
= -πR^3∫<0, R>d(R^2-r^2)/√(R^2-r^2)
= -πR^3[2√(R^2-r^2)]<0, R> = 2πR^4;
同理,在下半球面的积分是 2πR^4;
则在整个球面的积分是 4πR^4.
也可直接利用曲面积分的对称性解之。
同理 ∂z/∂y = -y/z
则 dS = √[1+(-x/z)^2+(-y/z)^2] = (R/|z|)dxdy = [R/√(R^2-x^2-y^2)]dxdy
在上半球面的积分是
I = ∫∫<Dxy>[R^2+2xy+(2x+2y)√(R^2-x^2-y^2)][R/√(R^2-x^2-y^2)]dxdy
Dxy 关于 x,y 轴都对称,则 y, x 的奇函数积分为 0.
I = R^3∫∫<Dxy>[1/√(R^2-x^2-y^2)]dxdy
= R^3∫<0, 2π>dt∫<0, R>rdr/√(R^2-r^2)
= -πR^3∫<0, R>d(R^2-r^2)/√(R^2-r^2)
= -πR^3[2√(R^2-r^2)]<0, R> = 2πR^4;
同理,在下半球面的积分是 2πR^4;
则在整个球面的积分是 4πR^4.
也可直接利用曲面积分的对称性解之。
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