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  • 高數(shù)題,用斯托克斯公式計算曲線積分

    高數(shù)題,用斯托克斯公式計算曲線積分
    線積分的積分符號打不出來ydx+zdx+xdz,線為曲線X+y+z=0,X2+y2+z2=a2,那個2是平方,其方向是從x軸正向看去為逆時針的.
    數(shù)學人氣:722 ℃時間:2020-02-05 09:28:36
    優(yōu)質(zhì)解答
    按照原題是∮ydx+zdy+xdz來做:
    把斯托克斯公式中的各個對象對號入座:其中
    ①P=y,Q=z,R=x,
    ②積分曲面∑就取X+y+z=0與X2+y2+z2=a2的交線所圍的平面,
    ③注意Q對z的偏導數(shù)=1,R對x的偏導數(shù)=1,P對y的偏導數(shù)=1,其他3個偏導數(shù)都=0
    則套用斯托克斯公式得到原曲線積分∮ydx+zdy+xdz=∫∫【∑上】dydz+dzdx+dxdy
    把上式右邊對坐標的曲面積分化成對面積的曲面積分=∫∫【∑上】(cosα+cosβ+cosγ)dS
    其中cosα,cosβ,cosγ就是平面X+y+z=0的指向右上方向的方向余弦,cosα=cosβ=cosγ=1/√3
    于是∫∫【∑上】(cosα+cosβ+cosγ)dS=√3∫∫【∑上】dS=√3*(∑的面積)
    ∑的面積=∏a2,故√3*∏a2為所求原曲線積分的值.cosα,cosβ,cosγ是平面X+y+z=0的指向右上方向的方向余弦,就是平面X+y+z=0的指向右上方向的【法向量】的方向余弦,平面X+y+z=0的2個法向量為±{1,1,1},指向右上方向的法向量為{1,1,1},把向量{1,1,1}單位化,就是{cosα,cos,cosγ}:向量{1,1,1}的模=√3,向量{1,1,1}的單位向量=(1/√3)*{1,1,1},也即cosα=cosβ=cosγ=1/√3。
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