计算∬-ydzdx+(z+1)dxdy,其中 ∑为柱面x2+y2=4被z=0,z=2截下部分的外侧.

1个回答

  • 解题思路:由于所求的第二类曲面积分的曲面不封闭,因此先补充两个曲面并取好方向,然后用高斯公式计算.

    补充两个曲面,∑1:z=0(x2+y2≤4)取下侧,∑2:z=2(x2+ y2≤4)取上侧,设∑、∑1、∑2所围成的立体为Ω,

    则由高斯公式和第二类曲面积分的计算,得

    −ydzdx+(z+1)dxdy=

    ∑+∑1+∑2−ydzdx+(z+1)dxdy−

    ∑1−ydzdx+(z+1)dxdy−

    ∑2−ydzdx+(z+1)dxdy

    =

    ∫∫∫

    Ω(

    ∂P

    ∂x+

    ∂Q

    ∂y+

    ∂R

    ∂z)dv+

    ∫∫

    x2+y2≤4(0+1)dxdy−

    ∫∫

    x2+y2≤4(2+1)dxdy

    =

    ∫∫∫

    Ω(0−1+1)dv+4π−3•4π

    =-8π

    点评:

    本题考点: 用高斯公式计算曲面积分;第二类曲面积分的计算.

    考点点评: 此题考查了高斯公式的运用、第二类曲面积分的计算、二重积分的几何意义,综合性比较强.另外,在计算第二类曲面积分时,很多时候需要通过补面或者挖洞,才能使用.