求曲面z=xy⼀a被柱面x^2+y^2=a^2所割下部分的面积A,要解题步骤!

2025-03-26 01:21:44
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回答1:

求曲面z=xy/a被柱面x²+y²=a²所割下部分的面积A。
解:∂z/∂x=y/a;∂z/∂y=x/a,积分域Dxy:圆心在原点,半径r=a的园。
A=[Dxy]∫∫√[1+(∂z/∂x)²+(∂z/∂y)²]dxdx=[Dxy]∫∫√[1+(x²+y²)/a²]dxdy=[Dxy](1/a)∫∫√(a²+x²+y²)dxdy
为便于计算,换成极坐标:x=ρcosθ,y=ρsinθ;0≦θ≦2π;0≦ρ≦a;于是得:
A=[Dρθ](1/a)∫∫[√(a²+ρ²)]ρdρdθ=(1/a)∫[0,2π]dθ∫[0,a]√(a²+ρ²)]ρdρ
=(2π/a)(1/2)∫[0,a]√(a²+ρ²)]d(a²+ρ²)=(π/a)[(2/3)(a²+ρ²)^(3/2)]︱[0,a]
=(2π/3a)[(2a²)^(3/2)-(a²)^(3/2)=(2π/3a)[2(√2)-1]a³=[2(2√2-1)/3]πa².

回答2: