1.一个∫∫(x+y+z)dS的曲面积分积分,曲面是x^2+y^2+z^2≤a^2上z≧h(h大于0小于
2.第二型曲线积分ds与dx,dy的转化问题
3.第一类曲线积分中ds的问题
4.对面积的曲面积分公式中的ds是怎么来的?为什么不能直接等于dxdy?
5.极坐标弧长积分相关,ds=√(r(θ)^2+r'(θ)^2)dθ这个式子是怎么推导出的?
一个∫∫(x+y+z)dS的曲面积分积分,曲面是x^2+y^2+z^2≤a^2上z≧h(h大于0小于
由于曲面是x^2+y^2+z^2≤a^2上z≧h(h大于0小于a的部分),
即由于z≥h, z就不具有轮换性, x与y具有轮换性,
而x, y又在曲面x^2+y^2+z^2≤a^2上z≧h上是奇函数
因此∫∫(x+y+z)dS=∫∫(2x+z)dS=2∫∫xdS+∫∫zdS=∫∫zdS, 剩下的可在球坐标系下求解。
第二型曲线积分ds与dx,dy的转化问题
主要考查两种类型曲线积分的转换,先将x和y转换成极坐标形式,再找到切向量陶τ,进行替换,没有了带θ的形式,将τds看作整体,借助桥梁,换成dx和dy的形式,就可利用格林公式,问题便迎刃而解。
这类问题要把握本质。微元ds的定义起源和dx、dy有直接联系。
单位切向量就是n0=(cos alpha, cos beta)
此为(dx,dy)的单位向量,而(dx, dy)的模即为ds即弧微元
从而有dx=cos(alpha)ds,dy=cos(beta)ds
(dx, dy)=(cos alpha, cos beta)ds=n0?ds
将此代入式中即可。
扩展资料:
曲线积分分为:
(1)对弧长的曲线积分 (第一类曲线积分)
(2)对坐标轴的曲线积分(第二类曲线积分)
两种曲线积分的区别主要在于积分元素的差别;对弧长的曲线积分的积分元素是弧长元素ds;例如:对L的曲线积分∫f(x,y)*ds 。对坐标轴的曲线积分的积分元素是坐标元素dx或dy,例如:对L’的曲线积分∫P(x,y)dx+Q(x,y)dy。
但是对弧长的曲线积分由于有物理意义,通常说来都是正的,而对坐标轴的曲线积分可以根据路径的不同而取得不同的符号。
百度百科-曲线积分
第一类曲线积分中ds的问题
你的推导思路没问题,可是基本概念弄混了,错误之处参考下图指示:
cosα*ds=dx的α是切线的角度,而上图红框部分你却用法线的夹角计算,因此出错。请看下图解析:
对面积的曲面积分公式中的ds是怎么来的?为什么不能直接等于dxdy?
dS是曲面面积微元,dxdy是dS在xoy平面的投影的面积微元,二者并不相等,但是满足一定关系。
具体回答如图:
曲面积分物理意义来源于对给定密度函数的空间曲面,计算该曲面的质量。第二型曲面积分物理意义来源对于给定的空间曲面和流体的流速,计算单位时间流经曲面的总流量。
扩展资料:
当动线按照一定的规律运动时,形成的曲面称为规则曲面;当动线作不规则运动时,形成的曲面称为不规则曲面。形成曲面的母线可以是直线,也可以是曲线。
如果曲面是由直线运动形成的则称为直线面(如圆柱面、圆锥面等);由曲线运动形成的曲面则称为曲线面(如球面、环面等)。
直线面的连续两直素线彼此平行或相交(即它们位于同一平面上),这种能无变形地展开成一平面的曲面,属于可展曲面。如连续两直素线彼此交叉(即它们不位于同一平面上)的曲面。
百度百科---曲面积分
极坐标弧长积分相关,ds=√(r(θ)^2+r'(θ)^2)dθ这个式子是怎么推导出的?
直角坐标与极坐标的关系x=r(θ)cosθ,y=r(θ)sinθ
dx/dθ=r'(θ)cosθ-r(θ)sinθ
dy/dθ=r'(θ)sinθ+r(θ)cosθ
(dx/dθ)^2+(dy/dθ)^2=[r'(θ)]^2+[r(θ)]^2
ds=√[(dx)?+(dy)?]=√[(dx/dθ)?+(dy/dθ)?]dθ=√((r'(θ))^2+(r(θ))^2)dθ
应用
开普勒第一定律:太阳系中的所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律:极坐标提供了一个表达开普勒行星运行定律的自然数的方法。开普勒第一定律,认为环绕一颗恒星运行的行星轨道形成了一个椭圆,这个椭圆的一个焦点在质心上。上面所给出的二次曲线部分的等式可用于表达这个椭圆。