几道大一高数题,求各路大神帮助啊。

wjl371116
2013-07-07 · 知道合伙人教育行家
wjl371116
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  1. 求曲面2x²+3y+z²=47与曲面x²+2y²=z的交线上点(-2,1,6)处的切线和法平面。
    解:设F(x,y,z)=2x²+3y+z²-47=0.........(1)
             Q(x,y,z)=x²+2y²-z=0..................(2)
    在点(-2,1,6)处的偏导数:
    ∂F/∂x=4x=-8;∂F/∂y=3;∂F/∂z=2z=12;
    ∂Q/∂x=2x=-4;∂Q/∂y=4y=4;∂Q/∂z=-1;
    过点(-2,1,6)的切线方程为:(x+2)/L=(x-1)/m=(z-6)/n..........(3).
    过点(-2,1,6)的法平面为:L(x+2)+m(y-1)+n(x-6)=0............(4);
    其中L=∣3    12∣=-3-48=-51;  m=∣12   -8∣=-48-8=-56; n=∣-8    3∣=-32+12=-20
               ∣4     -1∣                             ∣-1   -4∣                           ∣-4    4∣
    代入(3)式得切线方程为(x+2)/51=(x-1)/56=(z-6)/20;
    代入(4)式的切面方程为51(x+2)+56(y-1)+20(z-6)=0,展开即得51x+56y+20z-74=0.

  2. 2.设函数z=f(x,υ)俱有二阶连续偏导数,其中υ=xy,求∂²z/∂x∂y
    解:∂z/∂x=∂f/∂x+y(∂f/∂υ);∂²z/∂x∂y=x(∂²f/∂x∂υ)+∂f/∂υ+xy(∂²f/∂υ²);

   3.利用格林公式计算[L]∮(x²ycosx+2xysinx-y²e^x)dx+(x²sinx-2ye^x)dy,

     其中L沿整个星形线 x^(2/3)+y^(2/3)=a^(2/3)(a>0)的逆时针方向,。

     解:P=x²ycosx+2xysinx-y²e^x;∂P/∂y=x²cosx+2xsinx-2ye^x;

           Q=x²sinx-2ye^x;∂Q/∂x=2xsinx+x²cosx-2ye^x=∂P/∂y;

          ∂P/∂y=∂Q/∂y,此积分与路径无关。取始点(-a,0),终点(a,0);此时y=0,dy=0。

    故[L]∮(x²ycosx+2xysinx-y²e^x)dx+(x²sinx-2ye^x)dy=0

  

 二。综合题

   1.用拉格朗日乘数法在抛物面z=x²+y²上求一点使其到平面x+2y-2z=9的距离最短

   解:设抛物面z=x²+y²上的一点P(x,y,z)到平面x+2y-2z-9=0的距离为S,则

   S=∣x+2y-2z-9∣/√(1+4+4)=(1/3)∣x+2y-2z-9∣;现在要求在条件z-x²-y²=0约束下S的最小值。

    作函数F(x,y,z)=(1/3)∣x+2y-2z-9∣+λ(z-x²-y²);

    令∂F/∂x=1/3-2λx=0.......(1);∂F/∂y=(2/3)-2λy=0.......(2);∂F/∂z=(2/3)+λ=0.......(3)

   由(3)得λ=-2/3;代入(1)式得x=-1/4;代入(2)得y=-1/2;z=1/16+1/4=5/16。

   故得Smin=(1/3)∣-1/4-1-(5/8)-9∣=29/8.

   2.一半径为10米的圆形蓄水池,池底形状未知,测得其水面至圆形水池的中心距离为r米处的水

  深h满足关系式h=1/(1+r²)米,试计算水池的蓄水量。

   解:以水池水面中心作坐标原点,垂直向下的直线为y轴,水面任一半径方向为x轴建立坐标

     系。在此坐标系里,水深y=1/(1+x²);(0≦x≦5);1+x²=1/y;x²=(1/y)-1,](1/26≦y≦1)

     故蓄水量Q=[1/26,1]π∫x²dy+25π×(1/26)=[1/26,1]π∫[(1/y)-1]dy+(25/26)π

     =π(lny-y)[1/26,1]+(25/26)π=π[-1-ln(1/26)+1/26]+(25/26)π=πln26=10.24m³

追问
还有还有啊
追答
第3题修正:
3.利用格林公式计算[L]∮(x²ycosx+2xysinx-y²e^x)dx+(x²sinx-2ye^x)dy,
其中L沿整个星形线 x^(2/3)+y^(2/3)=a^(2/3)(a>0)的逆时针方向,。
解:P=x²ycosx+2xysinx-y²e^x;∂P/∂y=x²cosx+2xsinx-2ye^x;
Q=x²sinx-2ye^x;∂Q/∂x=2xsinx+x²cosx-2ye^x=∂P/∂y;
∂P/∂y=∂Q/∂y,此积分与路径无关,且积分区域是封闭的单连通域,故
[L]∮(x²ycosx+2xysinx-y²e^x)dx+(x²sinx-2ye^x)dy=0。
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