对坐标的曲面积分

对坐标的曲面积分

有向曲面及曲面元素的投影

曲面分为双侧曲面(内外,左右,上下)和单侧曲面(莫比乌斯环)

  • 指定了侧的曲面叫做有向曲面,其方法用法向量指向表示:

  • 设$\Sigma$为有向曲面,其面元$\Delta S$在xOy面上的投影记为$(\Delta S){xy}$,$(\Delta S){xy}$的面积为$(\Delta\sigma)_{xy}>=0$则规定

对坐标的曲面积分的概念与性质

定义

性质

对坐标曲面的曲面积分的计算法

例题

解题方法:

  1. 先看对称性,轮换性,把能变成0的都变成0
  2. 找到有效的面,判断取上侧还是取下侧
  3. 对dxdz,dydz,dxdy进行转换 利用$\frac{dz}{dx}=-\frac{F_x}{F_z}$等公式,最好划到xOy上
  4. 带入,求解二重积分。

    例一

例二

第二类曲面积分刚好相反,如果曲面关于xOy对称,被积函数相对z来说,奇函数2倍,偶函数为0

例三

两类曲面积分的联系

题形和注意点

题形:

求对坐标的曲面积分:

注意点

  1. 要注意有几个面,如果是一整个立体,千万不要忘记加顶面的积分,千万不要只计算侧面的积分

2.和其他积分相反,奇函数两倍,偶函数为0

书本练习

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