z=xy的图形 &空间曲面所围形体的体积 &空间曲面相截的面积

来源:互联网 发布:安卓手机装windows系统 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 19:29

z=xy变为标准的双曲函数即可,可设:

   x=ξ+ζ, y=ξ-ζ   则   z=ξ^2-ζ^2;

z=xy的图形可由此做出。

z=xy的图形是双曲抛物面

只要在曲面z=x^2-y^2的图形中将x轴和y轴水平顺时针旋转45°即可得到z=xy的图形:

 

求曲面z=xy,x+y+z=1,z=0 所围形体的体积, 不会画积分域?

不是所有的题都必须准确画出图形的。很多是很难画的。

取指范围确定就可以计算了。

画出投影域的图形就可以计算了。

精髓一:

z=xy是双曲抛物面,就是马鞍面。
立体在xy坐标面上的投影是由x轴,y轴,直线x+y=1围成的区域D。两个曲面z=xy,x+y+z=1的交线在xy坐标面上的投影是曲线:xy=1-x-y,此曲线把区域D分成两部分。
D1由曲线xy=1-x-y与x+y=1围成,D2由x轴,y轴,xy=1-x-y围成。
立体的边界曲面中曲面z=xy的部分在xy坐标面上的投影是D2,曲面z1-x-y的部分在xy坐标面上的投影是D1。
所以体积V=

精髓二:

求用平面x+y+z=b与曲面x^2+y^2+z^2-xy-yz-xz=a^2相截所的截断面的面积?

1.先用文灯的变量代换法:
配方消z得 (x-y)2+(2x+y-b)2+(x+2y-b)2=2a2 ① , 所围区域为D
令u+v=2x+y-b , u-v= x+2y-b化简得 u2+3v2=a2 ,所围区域为D*
雅各宾行列式 J = 偏(x,y)/ 偏 (u ,v) = - 2 /3
面积 S = 曲面积分 = √3*二重积分D = √3*(2 /3)*二重积分D*
= √3 *(2 /3)* π * a * (a /√3 ) =(2 /3)π a2
   下面是我自己的方法:
曲面有轮换对称性,对称轴是x=y=z,此轴与平面垂直,故断面是正横截面
根据经验知道曲面是空间的圆柱面,在平面与柱面交线上取点P(x,y,z)
平面和对称轴的交点为G(b/3,b/3,b/3)= (c,c,c)
两点距离的平方 d2=(x-c)2+(y-c)2+(z-c)2=(x-c)2+(y-c)2+(b-c-x-y)2=
2x2+2y2+2xy-2bx-2by+2c2+(b-c)2=2x2+2y2+2xy-2bx-2by+(2/3)b2=(2/3)a2
(∵由 ①可得6x2+6y2+6xy-6bx-6by+2b2=2a2,而P同时在平面和曲面上)
故知道交线是空间平面上半径平方是(2/3)a2的圆,其面积是(2 /3)π a2。

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