曲线积分和曲面积分时,不是能用曲线和曲面方程带入积分函数简化吗?

2025-04-07 09:22:24
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回答1:

我来回答你,是将曲线或者曲面的边界代入被积函数,比如球面方程 x²+y²+z²=a²(注意:这是球面方程,而非实心球体的方程,除非是x²+y²+z²≦a²,才是球体方程) 是将a²代入被积式.。
举例 ,曲面积分 ∫∫(x²+y²+z²)dxdy =a²∫∫dxdy
再举一个曲面积分例子∫∫x²dydz + y²dzdx + z² dxdy (积分区域为球面 x²+y²+z²=a²外侧) 按照你说的意思就是∫∫x²dydz + y²dzdx + z² dxdy = (这一步的时候已经将曲面积分转化为了二重积分了,只是多了一个正负号和双值函数的区别)∫∫(a²-z²-y²)dydz +(a²-x²-z²)dzdx + (a²-x²-y²)dxdy 再用高斯公式,这样是错误的。
事实上,这一题目可以用先高斯公式∫∫x²dydz + y²dzdx + z² dxdy 分别对x²、y²、z²求导数,直接转化为三重积分,最后用三重积分的对称性结果为0 。 还可以对∫∫x²dydz + y²dzdx + z² dxdy 使用轮换对称性=3∫∫x²dydz (由被积式和积分曲面的特点考虑)=3×2∫∫(a²-x²-y²)(±)dydz =0(这里将z²=a²-x²-y²代入,意思就是对xy坐标面进行有向投影,分为上下两个半球,上半球取正号,下半球去负号,所以结果为0)。懂了吧 ?

回答2:

曲线积分(曲面积分)可以用曲线(曲面)函数化简被积函数。用格林公式或高斯公式时,第一步要严格应用公式,当然要先求导。一般能应用到格林公式或高斯公式的场合,都要自己创造公式条件,添加辅助线(面)使区域闭合,在整个区域应用公式后,还要减去辅助线(面)上的单独的曲线积分(曲面积分),这时才用到化简被积函数。