1樓:鄭州鑫亞廣告
要去掉絕對值號,這就需要討論:
①√xx+yy+zz-1》0,即xx+yy+zz》1,
也就是在球面xx+yy+zz=1上及其外部的點。
②√xx+yy+zz-1<0,同理,
也就是在球面xx+yy+zz=1內的點。
【這就需要按照球面的外與內對積分區域進行劃分,
同時還要考慮積分上下限的確定。】
為此求球面與圓錐面z=√xx+yy的交線,
得到交線是在z=1/√2上的圓xx+yy=1/2。
用圓柱面xx+yy=1/2把積分區域分成外、內兩部分,
分別記為d1、d2。
其中d1全部位於球面外,
d2中,位於球面外、內的兩部分分別記為d3、d4。
則原積分=∫∫∫d1【√xx+yy+zz-1】dv
+∫∫∫d3【√xx+yy+zz-1】dv+∫∫∫d4【1-√xx+yy+zz】dv
=∫〔0到2π〕dt∫〔1/√2到1〕rdr∫〔r到1〕【√rr+zz-1】dz
+∫〔0到2π〕dt∫〔0到1/√2〕rdr∫〔√1-r到1〕【√rr+zz-1】dz
+∫〔0到2π〕dt∫〔0到1/√2〕rdr∫〔r到√1-r〕【1-√rr+zz】dz
計算出積分值
2樓:匿名使用者
參看
利用球面座標計算下列三重積分∫∫∫ω(x^2+y^2+z^2)dv,其中ω為球體x2+y2+(z-
3樓:匿名使用者
答:32πa⁵/15
方法一:標準球座標
x²+y²+(z-a)² = a²
x²+y²+z² = 2az
x = r sinφ cosθ
y = r sinφ sinθ
z = r cosφ
dv = r²sinφ drdφdθ
ω方程變為:r = 2acosφ
由於整個球面在xoy面上,所以0 ≤ φ ≤ π/2
∫_(ω) (x²+y²+z²) dv
= ∫(0,2π) dθ ∫(0,π/2) sinφ dφ ∫(0,2acosφ) r² * r² dr
= (2π)∫(0,π/2) sinφ * (1/5)(32a⁵cos⁵φ) dφ
= (2π)(1/5)(32a⁵)(- 1)∫(0,π/2) cos⁵φ d(cosφ)
= (2π)(1/5)(32a⁵)(- 1)(1/6)[ cos⁶φ ]|(0,π/2)
= (2π)(1/5)(32a⁵)(- 1)(1/6)(0 - 1)
= 32πa⁵/15
方法二:廣義球座標
x = r sinφ cosθ
y = r sinφ sinθ
z = a + r cosφ
dv = r²sinφ drdφdθ
ω方程變為:r = a
∫_(ω) (x²+y²+z²) dv
= ∫(0,2π) dθ ∫(0,π) sinφ dφ ∫(0,a) (r²sin²φ+(a+rcosφ)²) * r² dr
= ∫(0,2π) dθ ∫(0,π) sinφ dφ ∫(0,a) (r² + (2arcosφ + r²cos²φ)) * r² dr
後面2arcosφ* r²部分的積分應該等於0
剩下r² * r²就好算了
方法三:平移,其實跟廣義極座標一樣原理
x = u
y = v
z = a + w
dv = du***w
ω方程變為:u²+v²+w² = a²
∫_(ω) (x²+y²+z²) dv
= ∫_(ω') (u²+v²+(a+w)²) du***w
= ∫_(ω') (u²+v²+w²+a²) du***w + ∫_(ω') 2aw du***w
後面那個利用對稱性得結果為0,前面的可直接用球座標
= ∫(0,2π) dθ ∫(0,π) sinφ dφ ∫(0,a) (r²+a²) * r² dr
= (2π)(2)(8a⁵/15)
= 32πa⁵/15
計算三重積分∫∫∫ω(x^2+y^2)dv,其中ω是由曲面x^2+y^2=2z和z=2所圍成的閉區域
4樓:曉龍修理
^結果為:16π/3
解題過程如copy下:
解:原式=∫
<0,2π>dθ∫<0,2>rdr∫r^2dz (作柱面座標變換)
=2π∫<0,2>r^3(2-r^2/2)dr
=2π∫<0,2>(2r^3-r^5/2)dr
=2π(2^4/2-2^6/12)
=2π(8/3)
=16π/3
求函式積分的方法:
設f(x)是函式f(x)的乙個原函式,我們把函式f(x)的所有原函式f(x)+c(c為任意常數)叫做函式f(x)的不定積分,記作,即∫f(x)dx=f(x)+c。
其中∫叫做積分號,f(x)叫做被積函式,x叫做積分變數,f(x)dx叫做被積式,c叫做積分常數,求已知函式不定積分的過程叫做對這個函式進行積分。
積分是微積分學與數學分析裡的乙個核心概念。通常分為定積分和不定積分兩種。直觀地說,對於乙個給定的實函式f(x),在區間[a,b]上的定積分。
若f(x)在[a,b]上恒為正,可以將定積分理解為在oxy座標平面上,由曲線(x,f(x))、直線x=a、x=b以及x軸圍成的面積值(一種確定的實數值)。
5樓:匿名使用者
^你做錯了,不能那麼轉換。
解:原式=∫<0,2π>dθ∫<0,2>rdr∫專2/2,2>r^2dz (作柱面座標屬變換)
=2π∫
<0,2>r^3(2-r^2/2)dr
=2π∫<0,2>(2r^3-r^5/2)dr=2π(2^4/2-2^6/12)
=2π(8/3)
=16π/3。
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