求对面积的曲面积分∫∫zds,其中∑为球面x^2+y^2+z^2=R^2设∑1表示上半球面:z1=√

发布时间:2021-02-25 03:46:28

求对面积的曲面积分∫∫zds,其中∑为球面x^2+y^2+z^2=R^2设∑1表示上半球面:z1=√(R^2-x^2-y^2),∑2表示下半球面z2= —√(R^2-x^2-y^2)

网友回答

因为被积函数z是变量z的奇函数,而积分曲面(球面)关于坐标面z=0对称,所以曲面积分等于0.
======以下答案可供参考======
供参考答案1:
理解对面积的曲面积分的物理意义对于解题很有帮助。
把被积函数z看做球体表面面密度,然后再对曲面积分,即求球表面质量。
然后看题目给的条件:x^2+y^2+z^2=R^2 ,z是关于x,y的曲面函数(R是已知量)。
z^2=R^2-x^2-y^2 ,等式两边开根号得到两个z的表达式,即
上半球:z1=√(R^2-x^2-y^2),下半球:z2= —√(R^2-x^2-y^2)。
根据z的物理意义,把z看做球表面面密度。
上班球和下半球密度的绝对值相等,但符号相反。(一个看成正密度,一个看成负密度)。
此题即求曲表面面积大小相等,面积密度互为相反的两个半球的质量之和。
可以比较直观地想象出答案,即∫∫ z dS = 0。(对称性的解释比较抽象,需要把对面积的曲面积分转换为二重积分来作解释。)
https://sxyd.sdut.edu.cn/gaoshu2/lesson/10.4duqumian.htm 这里有转换过程的解释
供参考答案2:
由对称性,∫∫ z dS = 0, 其中∑为球面x^2+y^2+z^2=R^2。
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