Question

求锥面z=√(x^2+y^2)被柱面z^2=2x所割下部分的曲面面积 答案是根2乘以π 求过程

Answer 1

对于z=f(x,y)，曲面面积为A=∫∫D dA=∫∫D √[1+(əf/əx)²+(əf/əy)²]dxdy

锥面z=√(x²+y²)被圆柱面x²+y²=2x所割则积分区域D为：0≤x≤2,-√(2x-x²)≤y≤√(2x-x²)

化为极坐标为：0≤θ≤2π,0≤r≤2cosθ

锥面方程为：z=r；

由z=√(x^2+y^2)和z^2=2x可得曲面在xoy平面的投影为Dxy:(x-1)^2+y^2≤1

dz/dx=x/√(x^2+y^2),dz/dy=y/√(x^2+y^2)

√(（dz/dx）^2+（dz/dy）^2+1)=√2=>dS=√2dσxy

∫∫(∑)dS=∫∫(Dxy)√2dσxy=√2*π*1^2=√2π

计算曲面的面积

曲面r(x,y)=(x,y,f(x,y)）以(x,y)为参数,其两个自然切向量分别为r（x） = (1, 0, fx)ry = (0, 1, fy)其中rx表示r对x的偏导,其余符号类似。

令k=(0, 0, 1)是z轴单位正方向,也就是xy平面的法向量,这样P和xy平面的夹角就等于n和k的夹角,其余弦等于/|n||k| = 1 /\sqrt(fx^2+fy^2+1)。

其中 \sqrt 表示开方，因为向量n=( -fx, -fy, 1) 和rx, ry都垂直,所以 n 是曲面在p=r(x,y)处的法向量,也就是过p点的切平面P的法向量。

Answer 2

先画草图，再求积分

Answer 3

由z=√(x^2+y^2)和z^2=2x可得曲面在xoy平面的投影为Dxy:(x-1)^2+y^2≤1

dz/dx=x/√(x^2+y^2),dz/dy=y/√(x^2+y^2)

√(（dz/dx）^2+（dz/dy）^2+1)=√2=>dS=√2dσxy

∫∫(∑)dS=∫∫(Dxy)√2dσxy=√2*π*1^2=√2π

Answer 4

做过

Answer 5

介题必须做过