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求I=∮L(y^2+z^2)dx+(z^2+x^2)dy+(x^2+y^2)dz,其中L是球面x^2+y^2+z^2=2

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/05 21:51:19
求I=∮L(y^2+z^2)dx+(z^2+x^2)dy+(x^2+y^2)dz,其中L是球面x^2+y^2+z^2=2bx与柱面x^2+y^2=2ax(b>a>0)的交线
(z≧0),L的方向规定为沿L的方向运动时,从z轴正向往下看,曲线L所围球面部分总在左边
求I=∮L(y^2+z^2)dx+(z^2+x^2)dy+(x^2+y^2)dz,其中L是球面x^2+y^2+z^2=2
将L用参数表示出来.设
x=a+a*cos t
y=a*sin t
则可解得
z=2*sqrt(a*(b-a))*cos(t/2)
全部代入,转化为关于t的积分,积分限是0到2pi.剩下的计算细节就留给你自己了
再问: 能写一下剩下的具体过程吗?好麻烦。。。有没有别的方法啊?我是用dydz=cosadS,dxdz=dScosb,dxdy=cosC做的,最后化成2∫∫S(z-y)dS然后就不会了。。。
再答: 要求的不是曲线积分吗?为什么非要套格林公式呢?
再问: 好吧。。。可是用您的方法会算死啊。。。
再答: 不会啊,关键在于积分限是从0到2pi,所以乘开来以后,dx和dy部分展开所得的多数项的积分都是0,只有(cos t)^2不是,而dz部分实际上是关于cos(t/2)的二次多项式的积分,算起来很容易。你再试试
再问: 还是没算出来啊,可不可以麻烦您吧计算过程拍下来传一下啊?
再答: 我们把三个积分分别列一下(用I代替积分号): I(y^2+z^2) dx = I(a^2*sin^2 t + 4*a(b-a)*cos^2 (t/2))*(-a*sin t) dt = I-(a^3*sin^3 t + 2*a^2*(b-a)*(sin t*cos t + sin t))dt = 0; I(z^2+x^2) dy = I(4*a(b-a)*cos^2 (t/2) + a^2*(1 + 2 cos t + cos^2 t))*(a*cos t) dt = I(2ab*cos t + 2ab-a^2 + a^2*cos^2 t)*(a*cos t) dt = I2a^2*b*cos^2 t dt = a^2*b*2pi; I(x^2+y^2) dz = Ia^2*(2+2cos t)*2*sqrt(a(b-a)) d(cos(t/2)) = 8a^2*sqrt(a(b-a))*I(cos^2 (t/2)) d(cos(t/2)) = 0 以上多次利用了余弦的倍角公式 (是我搞错了,第三个积分当t从0变到2pi时,cos(t/2)从1变到1,所以积分是0)
再问: 第三个积分当t从0变到2pi时,∫(cos^2 (t/2)) d(cos(t/2))=1/3cos^3(t/2) =-2/3 cos(t/2)从1变到-1啊...
再答: 被忽悠了……你说得对,应该是答案错了