曲面积分及曲面法向量问题

2024-11-19 20:46:09
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回答1:

(-2x,-2y,-1)与(2x,2y,1) 都是曲面的法向量,在做题时究竟用哪一个呢,这个问题与F(x,y,z)究竟是写成f(x,y)-z还是写成z-f(x,y)无关的,这类题的做法:先求出法向量,无论你求出的是(-2x,-2y,-1)还是(2x,2y,1),下面都需要判断,我们究竟用哪个?

判断方法:与曲面的侧一致,该曲面是z=8-(x²+y²),取上侧,这是旋转抛物面,开口向下,曲面的侧是取上侧,那么法向量就应该朝上,也就是说法向量与z轴正向的夹角为锐角,即法向量的第三个分量必须为正,因此选用:(2x,2y,1)

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回答2:

曲面方程为z=f(x,y)时,看作F(x,y,z)=f(x,y)-z,法向量为(F对x求偏导,F对y求偏导,-1)。若看作F(x,y,z)=z-f(x,y),法向量为(-F对x求偏导,-F对y求偏导,1)。

这里∑选择上侧,上侧法向量与z轴正半轴夹角不超过90°,所以上侧法向量的z坐标非负,所以这里
上侧的法向量应该是(-αz/αx,-αz/αy,1)=(2x,2y,1)