数学分析,用积分推导出球的面积公式,谢谢
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解决时间 2021-12-31 22:07
- 提问者网友:那叫心脏的地方装的都是你
- 2021-12-30 22:34
数学分析,用积分推导出球的面积公式,谢谢
最佳答案
- 五星知识达人网友:神也偏爱
- 2021-12-30 22:48
求半径为a的球的表面积
解:取上半球面的方程 z=√(a²-x²-y²).........①,积分区域D为园 x²+y²≤a².
由球面方程①得:
∂z/∂x=-x/√(a²-x²-y²);∂z/∂y=-y/√(a²-x²-y²).
从而 1+(∂z/∂x)²+(∂z/∂y)²=a²/(a²-x²-y²);
球上半部的面积A=(D)∬√[1+(∂z/∂x)²+(∂z/∂y)²]dxdy
=∬[a/√(a²-x²-y²)]dxdy
注意被积函数在D的园周上不连续,因之取D₁: x²+y²≤b²(b 令b→a. 为计算方便,将直角坐标变为极坐标,于是:
∬[adxdy/√(a²-x²-y²)]=a∫[0,2π]dθ∫[0,b]rdr/√(a²-r²)
=2πa∫[0,b]rdr/√(a²-r²)=2πa[a-√(a²-b²)]
b→a时,它的极限是2πa²,而球的面积是这极限值的两倍,即2A=4πa².
这就是我们所要的结果。
解:取上半球面的方程 z=√(a²-x²-y²).........①,积分区域D为园 x²+y²≤a².
由球面方程①得:
∂z/∂x=-x/√(a²-x²-y²);∂z/∂y=-y/√(a²-x²-y²).
从而 1+(∂z/∂x)²+(∂z/∂y)²=a²/(a²-x²-y²);
球上半部的面积A=(D)∬√[1+(∂z/∂x)²+(∂z/∂y)²]dxdy
=∬[a/√(a²-x²-y²)]dxdy
注意被积函数在D的园周上不连续,因之取D₁: x²+y²≤b²(b 令b→a. 为计算方便,将直角坐标变为极坐标,于是:
∬[adxdy/√(a²-x²-y²)]=a∫[0,2π]dθ∫[0,b]rdr/√(a²-r²)
=2πa∫[0,b]rdr/√(a²-r²)=2πa[a-√(a²-b²)]
b→a时,它的极限是2πa²,而球的面积是这极限值的两倍,即2A=4πa².
这就是我们所要的结果。
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