求解一道第一类曲面积分题,参考答案是22⼀9πa^4

2025-01-24 13:28:47
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回答1:

由于球的对称性,故∫∫x^2dS=∫∫y^2dS=∫∫z^2dS,∫∫a^2dS=∫∫(x^2+y^2+z^2)dS=3∫∫x^2dS
原式=11/6 ×∫∫x^2dS=11/6×1/3×a^2×∫∫dS

回答2:

把积分曲面分成前后两部分,

曲面的方程分别是x=±√aa-yy-zz。

以下计算前半部分曲面上的积分:

dS=√1+(X'y)^2+(X'z)^2dydz
=adydz/√aa-yy-zz,
前半部分曲面在yoz面的投影是圆域Dyz:yy+zz《aa,
化成二重积分并用极坐标计算得到
积分=∫∫〔Dyz〕【(aa-yy-zz+yy/2+zz/3)a/√(aa-yy-zz)】dydz
=a∫〔0到2π〕dt∫〔0到a〕【aa-(rrcostcost/2)-2rrsintsint/3)】r/√(aa-rr)dr
然后拆成3项算积分。

同理可求:后半部分曲面上的积分=前半部分曲面上的积分值。