求曲面z=x²+y²被柱面x²+y=4所截得的面积。

如题所述

推荐答案 2019-03-06

方法一
对于z=f(x,y),曲面面积为
a=∫∫d
da=∫∫d
√[1+(əf/əx)²+(əf/əy)²]dxdy
锥面z=√(x²+y²)被圆柱面x²+y²=2x所割
则积分区域d为：0≤x≤2,-√(2x-x²)≤y≤√(2x-x²)
化为极坐标为：0≤θ≤2π,0≤r≤2cosθ
锥面方程为：z=r；柱面方程为：r=2cosθ
əf/əx=x/r=cosθ,əf/əy=y/r=sinθ
(əf/əx)²+(əf/əy)²=cos²θ+sin²θ=1
∴a=∫∫d
√[1+(əf/əx)²+(əf/əy)²]dxdy
=∫∫d
√[1+1]
rdrdθ
=√2∫[∫rdr]dθ=√2∫[r^2/2]dθ=√2∫[2cos²θ]dθ=√2∫[1+cos2θ]dθ
=√2/2∫[1+cos2θ]d(2θ)=√2/2[(2θ+sin2θ)]=√2/2[4π-0]=2√2π
方法二：详见下图

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