发布时间 : 星期六 文章曲线积分与曲面积分 期末复习题 高等数学下册（上海电机学院）更新完毕开始阅读
第十章 曲线积分与曲面积分参考答案
?3为该表面在XOZ平面内的部分，?4为该表面在平面x?y?z?1内的部分。 ?1的方程为z?0,0?y?1?x,0?x?1，根据定向，我们有
??(x?1)dydz?(y?1)dzdx?(z?1)dxdy＝??(z?1)dxdy＝??1?10?x?10?y?1?x??1dxdy??
2同理，
1 (x?1)dydz?(y?1)dzdx?(z?1)dxdy????2?21 (x?1)dydz?(y?1)dzdx?(z?1)dxdy????2?3?4的方程为z?1?x?y,0?y?1?x,0?x?1，故
??(z?1)dxdy??40?x?10?y?1?x??(2?x?y)dxdy?2， 3由对称性可得
??(x?1)dydz??4??(y?1)dzdx??42， 3故
??(x?1)dydz?(y?1)dzdx?(z?1)dxdy?2
?411?3? ＃ 22x?y8．计算曲面积分：??(x?y?z)dydz?[2y?sin(z?x)]dzdx?(3z?e)dxdy，其中
于是所求积分为2?S?S?为曲面x?y?z?1的外侧。
解：利用高斯公式，所求积分等于
u?v?w?1???(1?2?3)dxdydz=6811=8 ＃ 329. 计算I=??xydydz?yzdzdx?xzdxdy，其中S为x+y+z=1, x=0, y=0, z=0所围立
s体的表面外侧
解：设V是x+y+z=1, x=0, y=0, z=0所围的立体 由Gass公式得:
I=???(x?y?z)dxdydz
V =?dx? =
101?x1?x?ydy?(x?y?z)dz 001 ＃ 8- 5 -
第十章 曲线积分与曲面积分参考答案
10．计算I=
??x3dx?3zy2dy?x2ydz,其中?是从点A(3, 2, 1)到点B(0, 0, 0)
的直线段AB 解：直线段AB的方程是
xyz??；化为参数方程得： 321 x=3t, y=2t, z=t, t从1变到0， 所以：
I= ＝
??x3dx?3zy2dy?x2ydz
[(3t)3?3?3t(2t)2?2?(3t)2?2t]dt＝87?t3dt??10?0187 ＃ 4?11. 计算曲线积分I=?AMO?(esiny?2y)dx?(ecosy?2)dy, 其中AMO是由点A(a,0)
xx至点O(0, 0) 的上半圆周x2?y2?ax
解：在x轴上连接点O(0, 0), A(a, 0) 将AMO扩充成封闭的半圆形AMOA 在线段OA上, ?从而?AMO??OA?(exsiny?2y)dx?(excosy?2)dy?0
OA???AMO????AMOA?
又由Green公式得:
?AMOA(exsiny?2y)dx?(ecosy?2)dy?xx2?y2?axL??2dxdy??a24 ＃
33312. 计算曲线积分?zdx?xdy?ydz其中L是z=2(x2?y2)与z=3?x2?y2 的交线
沿着曲线的正向看是逆时针方向 解：将L写成参数方程:
x=cost, y=sint, z=2 t: 0?2?
32?2?4333于是: ?zdx?xdy?ydz=??8sintdt??costdt =?
L004 另证：由斯托克斯公式得
?Lz3dx?x3dy?y3dz=??(3y2?0)dydz?(3z2?0)dxdz?(3x2?0)dxdy
??:z?2,x2?y2?1上侧，则：
?Lzdx?xdy?ydz?3333332xdxdy?3d?rcos?dr?? ＃ ????004x2?y2?122?113. 设曲面S为平面x+y+z=1在第一卦限部分，计算曲面S的面积I 解：S在xoy平面的投影区域为：Dxy?(x,y)0?y?1?x,0?x?1
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??第十章 曲线积分与曲面积分参考答案
I=
??dS=??3dxdy＝?dx?SDxy011?x03dy＝?103(1?x)dx?3 ＃ 214. 计算曲线积分?L(x?y)dx?(x?y)dyx2?y2其中L是沿着圆(x?1)2?(y?1)2?1 从点
A(0,1)到点B(2, 1)的上半单位圆弧 解：设P(x,y)?x?yx?y22， Q(x,y)?x?yx?y22
?P?Qy2?x2?2xy当x?y?0时， ??222?y?x(x?y)22故：所求曲线积分在不包围原点的区域内与路径无关 则：?L(x?y)dx?(x?y)dyx?y22=?AB?(x?y)dx?(x?y)dyx?y)dx =
22
=?(15. 确定?的值，使曲线积分
20x?1x2?121ln5-arctan2 ＃ 2C??x?4xy??dx??6x??1y2?2y?dy在XoY平面上与路径无
关。当起点为?0,0?，终点为?3,1?时，求此曲线积分的值。 解：由已知，P?x?4xy,Q?6x由条件得
2???1y2?2y；
?P?Q??1??2? , 即 4?xy?6???1?x,??3, ?y?x?3,1??0,0??132322223?x?4xydx?6xy?2ydy?x?y?2xy????????0,0?3???3,1?222?26 ＃ 1dS ??zS16. 设曲面S为球面x?y?z?4被平面z=1截出的顶部，计算I=
解：S的方程为：z?4?x2?y2
S在xoy平面的投影区域为：Dxy?(x,y)x?y?3
I=
?22?Dxy??4?x22?ydxdy＝?d??202?302rdr ＝4?ln2 ＃ 4?r217. 计算I=??yzdydz?xzdzdx?(x?y?z)dxdy，其中?是x2?y2?(z?a)2?a2，
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第十章 曲线积分与曲面积分参考答案
0?z?a，取下侧
解：作辅助曲面?1: z=a，(x2?y2?a2)取上侧
2222设?为x?y?(z?a)?a,z?a所围闭区域
Dxy为平面区域x2?y2?a2
I?(???1?????)yzdydz?xzdxdz?(x?y?z)dxdy
?1=
???dxdydz??Dxy??(x?y?a)dxdy=
23?a?a??dxdy (??(x?y)dxdy?0) 3DxyDxy=??a ＃ 18.．L为上半椭圆圆周?y133?x?acost，取顺时针方向，求?ydx?xdy.
L?y?bsint解：?Lydx?xdy??[bsint?(?asint)?acost?(bcost)]dt
?0
??ab?dt?0
A 0Bx ＃ 19．计算曲面积分?ab?.???xdydz?ydzdx?(z2?2z)dxdy，其中?为锥面z?x2?y2与z?1所围的整个曲面的外侧。
解：
由高斯公式，可得
I????(1?1?2z?2)dv??2???zdv
??2?d???d??zdz002?11
???2. ＃
x2y220．计算曲线积分I??(y?e)dx?(3x?e)dy，其中L是椭圆2?2?1的正向。
Labxy解：令P?y?e, Q?3x?e, 则
xy?Q?P??2?x?y。
设L所围成的闭区域为D，则其面积???ab。
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