计算旋转曲面面积的公式及几种证法

学术论坛

Scienceand

Technology

Innova试百i赢

2009

NO?c

利用曲线积分计算旋转曲面面积的公式及几种证法

李淑俊田红晓刘兴薇

(内蒙古科技大学数理与生物工程学院包头014010)

摘要:介绍了利用由线积分计算旋转曲面面积的公式及其几种证法。

关键词:曲线积分曲面积分旋转曲面曲面面积

中图分类号:0151文献标识码:A文章编号:1674—098X(2009)12(b)一0249一01

1平面曲线绕坐标轴旋转一周所得旋转曲面面积的计算公式

定理:设c:y=f(x)(口sx≤b)是平面上一

条光滑的曲线,绕x周旋转一周得一旋转曲面,则此旋转曲面面积A=2nIf(x)ds其中

ds=再7丽dx

1.1用曲线积分证明计算旋转曲面面积公式

证:任意插入分点a=Xo<Xl<…<J。=b,

分【a,b】为n个小区间A置=xt一工“(i=1,2…,n)及n个小窄旋转曲面,

△Ai*丽,(‘)+厂(而-1)】、/(缸;)2+(缈,)2

=研,(‘)+,(¨听而△Xi,

V磊∈Ixpl,工f】,(i=l,2…,n)。

A=烛乏AA;

=l…imS.a'[f(x,)+/(茗一)】√1+,”(夤)△t

=翱z∑Ⅱ厂(毒)+,(磊)“l+,“(毒)△t+,

∑q缸心E[Xt_。,五】

4j={【.,b)一以磊)】+L,I确)一八盏)】}、/1+/“(磊)

A2麟{缸t}

:’,(工)在【a,bl--f,.燧续,v占>0,弓J>0,

对№’,工。∈【口,6】,b’-xl<J,IS(x’)一f(x’X<E,

慷一而I<而一毛。=△畸≤五≤J,l,“)一/皤I<占。

I,(葺一。)一,(毒)I<占,

l∑qAx,卜∑hk<2M(b-a)s

ll=l

t=1

.・.烛∑at4klci_.-,^_’O一

A=l…ira百了-"AAi

=慨∑砸,∽)+,(¨】√l+,“(磊)△墨

=l。ira石乏{[,(参)+,(最)】√l+,”(参)△xi+

∑口f

x。}

砌烛喜聪)F丽

万方数据

=2n

e,(x)√l+,“∽dx=2兀ef(x)ds.

V毒∈[xi-1,一】,(i=1,2,...,n)

1.2用微元法证明计算旋转曲面面积公式

A=娥∑△At

证:在[a.b】上的任意小区间【x,x+dx]的小截锥面积近似于小旋转曲面的面积.

=烛∑硝d(工。)+d(x。)】√l+,“(磊)△t

从而得面积元素dA=2矽(石)ds所以旋

转曲面的面积A=fdA=2x;f(x)ds

=l。i。m玎∑{【d(皇)+d(夤州l+,”(最)△而+

1.3用曲面积分求面积的方法证明计算旋∑q△而}

转曲面面积公式

证:设曲线C:y=f(x)(a≤x≤b)绕x周旋ai={【d(而)一d({,)】+【d(而一,)一d(毛)】}√f弓孑i趸了,

转一周得旋转曲面方程为

∑:m)=:√万了

z=懋{缸j}陲q缸ff≤喜kk<zⅣ(a一4弦

小一妒=4孵Ⅲy

令∑。:z=护丽了,工>0,Y>0

.・.嘞∑q缸,=0

JⅫ…

A=溉∑△A;

=4∽√巧丽xr丽dY

=姆∑冗【d(‘)+d(xI_-)“l+厂“氆,)△‘=。li。m。7【∑Ⅱd心,)+d心。)】、/l+,”(;,)△_+

=2兀ff(x)41+厂’2@)dx=2兀ff(x)ds

喜q圳嘲£‰警出

证毕。

2平面曲线绕平面上任一直线旋转一周所:2兀fI!三兰;占

掣√i_而d工4

。、’

A2J_B2’

得旋转曲面面积的计算公式

定理设C:y=f(x)(a≤x≤b)是平面上一

2.2用微元法证明计算旋转曲面面积公式

条光滑的曲线.绕直线三:Ax+研+C=O。在【a'b】上的任意小区间【x,x+dx]的小(A,B,c常数)旋转一周得一旋转曲面,则此截锥面积近似于此小旋转曲面的面积.

旋转曲面面积

设坂工):—laxl+—af—(x一)+c1。得面积元素

、/彳。+B。

A=2兀£了lax+露缈F+cl

ds

鲥捌州一等警山

=2兀占e

lA√=4+:S+Y口+:C1.…,d工

彳=p=知£公譬如

2.1用曲线积分证明计算旋转曲面面积公式

证:任意插入分点a=‰<‘<…<Xn=b,

嘲e掣历d工

上√爿2+B2’。…“

分[a'b】为n个小区间Af=工,一‘一1(=1,2…,n),设d(工)为C:),=f(x)上点(工,,(工))到直

线£的距离,d(工)=盥等。

参考文献

【l】同济大学应用数学系.高等数学【M】.北

京:高等教育出版社,2002(5).

鲋;z尢【d(工H)+毗)厄萌而

面积

【2】张春跃.利用球面坐标及柱面坐标计算

曲面面积[J】.大学数学,1672~1454

(2003)04~0098~03.

:n[d(x.,)+d(x,)】、压jii五。ii了▲q

科技创新导报Science

andTechnologyInnovationHerald249

利用曲线积分计算旋转曲面面积的公式及几种证法

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

李淑俊, 田红晓, 刘兴薇

内蒙古科技大学数理与生物工程学院,包头,014010科技创新导报

SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD2009,""(35)0次

参考文献(2条)

1. 同济大学应用数学系 高等数学[期刊论文]-北京:高等教育出版社 20022. 张春跃 利用球面坐标及柱面坐标计算曲面面积[期刊论文]-大学数学

相似文献(10条)

1.期刊论文 殷月竹. 杨忠连. Yin Yuezhu. Yang Zhonglian 巧用对称性解第二类曲线积分和第二类曲面积分 -科技信息2008,""(30)

本文探讨了对称性在第二类曲线积分和第二类曲面积分中的应用,给出了一些有用的结论,并举例说明.利用对称性,使许多用"正规"的方法处理十分麻烦的第二类曲线积分和第二类曲面积分都能简单解决,事半功倍.

2.期刊论文 刘富贵. 鲁凯生. Liu Fugui. Lu Kaisheng 利用对称性计算第二类曲线积分与曲面积分的方法 -武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2006,30(6)

由于第二类曲线积分与曲面积分涉及到方向性问题,因此利用对称性来计算较为困难.文中给出了利用对称性计算第二类曲线积分与曲面积分的方法,并证明了方法的可行性,并通过实例表明,此方法有时能起到简化计算的作用.

3.期刊论文 徐龙封 关于曲线积分和曲面积分教学中几个难点的突破 -安徽工业大学学报(社会科学版)2003,20(3)

加强曲线、曲面积分概念讲解,标准化曲线、曲面积分的计算程序,沟通有关积分之间关系,以消除学生对斯托克斯等公式的深奥感,有效地突破了曲线、曲面积分教学中的几个难点.

4.期刊论文 赵清波. 李文潮. 赵东涛. 张辉 曲线积分与曲面积分的一题多解 -数理医药学杂志2008,21(3)

就曲线积分与曲面积分的多解问题作一探究.尽可能多地找出它的解决途径和方法,不仅能拓宽思路,也可总结规律、积累经验,并找到解决问题的最佳途径和方法.

5.期刊论文 程希旺. CHENG Xi-wang 对称性在曲线积分和曲面积分计算中的应用 -遵义师范学院学报2007,9(5)

引进了函数关于点、直线与平面的奇偶性的概念,对文[1]-[4]中所给出的关于利用积分孤段与积分曲面的对称性及被积函数的奇偶性计算曲线积分与曲面积分的结果作了进一步推广,得到了一些更为一般性的结果.

6.期刊论文 李育强. 石瑞民 曲线积分在曲面积分中的应用 -大学数学2003,19(3)

提出用曲线积分解决投影为曲线的一类曲面积分的方法,证明了方法的可行性.并通过实例表明该方法在解决问题时所带来的方便.

7.会议论文 于兴江. 孟晗 区间值函数与Fuzzy值函数的曲线积分和曲面积分 1998

该文在文[1]的基础上,定义了区间值函数与Fuzzy值函数在平面或空间的可度量的几何体上的积分,从而给出了区间值函数与Fuzzy值函数的曲线积分和曲面积分,讨论了它们的性质和计算方法。

8.期刊论文 纪荣芳. 娄本平 对称性在曲线积分及曲面积分计算中的应用 -泰山学院学报2004,26(3)

给出了利用对称性简化曲线积分和曲面积分计算的一些定理和方法,并对定理的结论予以证明.

9.期刊论文 彭一鸣. 马新科. 宁荣健 第一型曲面积分转为第一型曲线积分的算法 -高等数学研究2010,13(2)

本文提供了一种将第一型曲面积分转化为第一型曲线积分计算的方法,并且讨论了第一型曲线积分和定积分的换序情形.

10.期刊论文 吴世玕. 杜红霞. WU Shi-gan. DU Hong-xia 曲线积分与曲面积分中值定理 -赣南师范学院学报2006,27(6)

给出了第一类曲线积分和第一类曲面积分中值定理,利用两类曲线积分的联系得出第二类曲线、曲面积分的中值定理.

本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjzxdb200935212.aspx

授权使用:中共汕尾市委党校(zgsw),授权号:ec7cfc8c-db08-4fba-8d97-9dce0110eeb2

下载时间:2010年8月10日

学术论坛

Scienceand

Technology

Innova试百i赢

2009

NO?c

利用曲线积分计算旋转曲面面积的公式及几种证法

李淑俊田红晓刘兴薇

(内蒙古科技大学数理与生物工程学院包头014010)

摘要:介绍了利用由线积分计算旋转曲面面积的公式及其几种证法。

关键词:曲线积分曲面积分旋转曲面曲面面积

中图分类号:0151文献标识码:A文章编号:1674—098X(2009)12(b)一0249一01

1平面曲线绕坐标轴旋转一周所得旋转曲面面积的计算公式

定理:设c:y=f(x)(口sx≤b)是平面上一

条光滑的曲线,绕x周旋转一周得一旋转曲面,则此旋转曲面面积A=2nIf(x)ds其中

ds=再7丽dx

1.1用曲线积分证明计算旋转曲面面积公式

证:任意插入分点a=Xo<Xl<…<J。=b,

分【a,b】为n个小区间A置=xt一工“(i=1,2…,n)及n个小窄旋转曲面,

△Ai*丽,(‘)+厂(而-1)】、/(缸;)2+(缈,)2

=研,(‘)+,(¨听而△Xi,

V磊∈Ixpl,工f】,(i=l,2…,n)。

A=烛乏AA;

=l…imS.a'[f(x,)+/(茗一)】√1+,”(夤)△t

=翱z∑Ⅱ厂(毒)+,(磊)“l+,“(毒)△t+,

∑q缸心E[Xt_。,五】

4j={【.,b)一以磊)】+L,I确)一八盏)】}、/1+/“(磊)

A2麟{缸t}

:’,(工)在【a,bl--f,.燧续,v占>0,弓J>0,

对№’,工。∈【口,6】,b’-xl<J,IS(x’)一f(x’X<E,

慷一而I<而一毛。=△畸≤五≤J,l,“)一/皤I<占。

I,(葺一。)一,(毒)I<占,

l∑qAx,卜∑hk<2M(b-a)s

ll=l

t=1

.・.烛∑at4klci_.-,^_’O一

A=l…ira百了-"AAi

=慨∑砸,∽)+,(¨】√l+,“(磊)△墨

=l。ira石乏{[,(参)+,(最)】√l+,”(参)△xi+

∑口f

x。}

砌烛喜聪)F丽

万方数据

=2n

e,(x)√l+,“∽dx=2兀ef(x)ds.

V毒∈[xi-1,一】,(i=1,2,...,n)

1.2用微元法证明计算旋转曲面面积公式

A=娥∑△At

证:在[a.b】上的任意小区间【x,x+dx]的小截锥面积近似于小旋转曲面的面积.

=烛∑硝d(工。)+d(x。)】√l+,“(磊)△t

从而得面积元素dA=2矽(石)ds所以旋

转曲面的面积A=fdA=2x;f(x)ds

=l。i。m玎∑{【d(皇)+d(夤州l+,”(最)△而+

1.3用曲面积分求面积的方法证明计算旋∑q△而}

转曲面面积公式

证:设曲线C:y=f(x)(a≤x≤b)绕x周旋ai={【d(而)一d({,)】+【d(而一,)一d(毛)】}√f弓孑i趸了,

转一周得旋转曲面方程为

∑:m)=:√万了

z=懋{缸j}陲q缸ff≤喜kk<zⅣ(a一4弦

小一妒=4孵Ⅲy

令∑。:z=护丽了,工>0,Y>0

.・.嘞∑q缸,=0

JⅫ…

A=溉∑△A;

=4∽√巧丽xr丽dY

=姆∑冗【d(‘)+d(xI_-)“l+厂“氆,)△‘=。li。m。7【∑Ⅱd心,)+d心。)】、/l+,”(;,)△_+

=2兀ff(x)41+厂’2@)dx=2兀ff(x)ds

喜q圳嘲£‰警出

证毕。

2平面曲线绕平面上任一直线旋转一周所:2兀fI!三兰;占

掣√i_而d工4

。、’

A2J_B2’

得旋转曲面面积的计算公式

定理设C:y=f(x)(a≤x≤b)是平面上一

2.2用微元法证明计算旋转曲面面积公式

条光滑的曲线.绕直线三:Ax+研+C=O。在【a'b】上的任意小区间【x,x+dx]的小(A,B,c常数)旋转一周得一旋转曲面,则此截锥面积近似于此小旋转曲面的面积.

旋转曲面面积

设坂工):—laxl+—af—(x一)+c1。得面积元素

、/彳。+B。

A=2兀£了lax+露缈F+cl

ds

鲥捌州一等警山

=2兀占e

lA√=4+:S+Y口+:C1.…,d工

彳=p=知£公譬如

2.1用曲线积分证明计算旋转曲面面积公式

证:任意插入分点a=‰<‘<…<Xn=b,

嘲e掣历d工

上√爿2+B2’。…“

分[a'b】为n个小区间Af=工,一‘一1(=1,2…,n),设d(工)为C:),=f(x)上点(工,,(工))到直

线£的距离,d(工)=盥等。

参考文献

【l】同济大学应用数学系.高等数学【M】.北

京:高等教育出版社,2002(5).

鲋;z尢【d(工H)+毗)厄萌而

面积

【2】张春跃.利用球面坐标及柱面坐标计算

曲面面积[J】.大学数学,1672~1454

(2003)04~0098~03.

:n[d(x.,)+d(x,)】、压jii五。ii了▲q

科技创新导报Science

andTechnologyInnovationHerald249

利用曲线积分计算旋转曲面面积的公式及几种证法

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

李淑俊, 田红晓, 刘兴薇

内蒙古科技大学数理与生物工程学院,包头,014010科技创新导报

SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD2009,""(35)0次

参考文献(2条)

1. 同济大学应用数学系 高等数学[期刊论文]-北京:高等教育出版社 20022. 张春跃 利用球面坐标及柱面坐标计算曲面面积[期刊论文]-大学数学

相似文献(10条)

1.期刊论文 殷月竹. 杨忠连. Yin Yuezhu. Yang Zhonglian 巧用对称性解第二类曲线积分和第二类曲面积分 -科技信息2008,""(30)

本文探讨了对称性在第二类曲线积分和第二类曲面积分中的应用,给出了一些有用的结论,并举例说明.利用对称性,使许多用"正规"的方法处理十分麻烦的第二类曲线积分和第二类曲面积分都能简单解决,事半功倍.

2.期刊论文 刘富贵. 鲁凯生. Liu Fugui. Lu Kaisheng 利用对称性计算第二类曲线积分与曲面积分的方法 -武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2006,30(6)

由于第二类曲线积分与曲面积分涉及到方向性问题,因此利用对称性来计算较为困难.文中给出了利用对称性计算第二类曲线积分与曲面积分的方法,并证明了方法的可行性,并通过实例表明,此方法有时能起到简化计算的作用.

3.期刊论文 徐龙封 关于曲线积分和曲面积分教学中几个难点的突破 -安徽工业大学学报(社会科学版)2003,20(3)

加强曲线、曲面积分概念讲解,标准化曲线、曲面积分的计算程序,沟通有关积分之间关系,以消除学生对斯托克斯等公式的深奥感,有效地突破了曲线、曲面积分教学中的几个难点.

4.期刊论文 赵清波. 李文潮. 赵东涛. 张辉 曲线积分与曲面积分的一题多解 -数理医药学杂志2008,21(3)

就曲线积分与曲面积分的多解问题作一探究.尽可能多地找出它的解决途径和方法,不仅能拓宽思路,也可总结规律、积累经验,并找到解决问题的最佳途径和方法.

5.期刊论文 程希旺. CHENG Xi-wang 对称性在曲线积分和曲面积分计算中的应用 -遵义师范学院学报2007,9(5)

引进了函数关于点、直线与平面的奇偶性的概念,对文[1]-[4]中所给出的关于利用积分孤段与积分曲面的对称性及被积函数的奇偶性计算曲线积分与曲面积分的结果作了进一步推广,得到了一些更为一般性的结果.

6.期刊论文 李育强. 石瑞民 曲线积分在曲面积分中的应用 -大学数学2003,19(3)

提出用曲线积分解决投影为曲线的一类曲面积分的方法,证明了方法的可行性.并通过实例表明该方法在解决问题时所带来的方便.

7.会议论文 于兴江. 孟晗 区间值函数与Fuzzy值函数的曲线积分和曲面积分 1998

该文在文[1]的基础上,定义了区间值函数与Fuzzy值函数在平面或空间的可度量的几何体上的积分,从而给出了区间值函数与Fuzzy值函数的曲线积分和曲面积分,讨论了它们的性质和计算方法。

8.期刊论文 纪荣芳. 娄本平 对称性在曲线积分及曲面积分计算中的应用 -泰山学院学报2004,26(3)

给出了利用对称性简化曲线积分和曲面积分计算的一些定理和方法,并对定理的结论予以证明.

9.期刊论文 彭一鸣. 马新科. 宁荣健 第一型曲面积分转为第一型曲线积分的算法 -高等数学研究2010,13(2)

本文提供了一种将第一型曲面积分转化为第一型曲线积分计算的方法,并且讨论了第一型曲线积分和定积分的换序情形.

10.期刊论文 吴世玕. 杜红霞. WU Shi-gan. DU Hong-xia 曲线积分与曲面积分中值定理 -赣南师范学院学报2006,27(6)

给出了第一类曲线积分和第一类曲面积分中值定理,利用两类曲线积分的联系得出第二类曲线、曲面积分的中值定理.

本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjzxdb200935212.aspx

授权使用:中共汕尾市委党校(zgsw),授权号:ec7cfc8c-db08-4fba-8d97-9dce0110eeb2

下载时间:2010年8月10日


相关内容

  • 第四版_微分几何_第一二章课后答案全
  • 第一章 习题 1.1 第二章 §1曲面的概念 1. 求正螺面r ={ ucos v ,u sin v , bv }的坐标曲线. 解 u-曲线为r ={ucos v 0 ,u sin v 0,bv 0 }={0,0,bv 0}+u {cos v 0, sin v 0,0},为曲线的直母线:v-曲线为r ...

  • 空间几何体的知识点
  • 基本概念 构成空间几何体的基本元素 点:点动成线(曲线或直线,不绝对为直线) 线:线动成面(曲面或平面,为平面,固定射线的端点,能形成锥面) 面:面动成体 基本空间几何体 多面体 概念:多面体是由若干个平面多边形所围成的几何体. 结构特征:围成多面体的各个多边形叫做多面体的面:相邻两个面的公共边叫做 ...

  • 大学数学教学大纲
  • <大学数学>教学计划 数学一 总学时 252 微积分(上) 5⨯13=65 第一学期 微积分(下) 5⨯17=85 第二学期 教材:四川大学周成壁编<高等数学>第一,二册 线性代数 3⨯17=51 第二学期 教材:<高等代数>(上)王萼芳编 概率统计 3⨯17=5 ...

  • 利用高斯--波涅公式所能解决的问题
  • 高斯-波涅公式的应用 邢家省,王拥军 (北京航空航天大学数学与系统科学学院,数学.信息与行为教育部重点实验室, 北京100191) 摘 要: 考虑曲面上高斯-波涅公式的应用问题,对有关结果给予直接的证明, 并列举了一些实例. 关键词: 高斯-波涅公式,高斯曲率,测地曲率中图分类号: O186. 11 ...

  • 数学文化--立体几何(22题)
  • 数学文化--立体几何(22题) 1."堑堵" [编号第1题] 1.[2016春•厦门校级月考]<九章算术>中,将底面是直角形的直三棱柱称之为"堑堵",已知某"堑堵"的三视图如图所示,俯视图中虚线平分矩形的面积,则该"堑 ...

  • 旋转曲面的面积
  • §4 旋转曲面的面积 教学目的与要求: 1. 理解并掌握在直角坐标系.参数方程.极坐标中, 计算旋转曲面的面积的公式. 2. 理解并掌握微元法的思想及应用. 教学重点,难点: 1. 在直角坐标系.参数方程.极坐标中, 计算旋转曲面的面积的公式. 2. 微元法的思想及应用. 教学内容: 定积分的所有应 ...

  • 华南科技大学硕士研究生入学考试
  • 华南科技大学硕士研究生入学考试<数学>(含高等数学.线性代数) 考试大纲 一.函数.极限.连续 考试内容 函数的概念及表示法 函数的有界性.单调性.周期性和奇偶性 复合函数.反函数.分段函数和隐函数 基本初等函数的性质及其图形 初等函数 简单应用问题的函数关系的建立. 数列极限与函数极限 ...

  • 考研高数掌握诀窍:八大重难点分析
  • 考研高数掌握诀窍:八大重难点分析 又是一年考研忙,进入10月下旬,广大考生也进入了倍感紧迫的2014年考研复习中,对于考研数学复习,凯程考研辅导老师提醒考生,这个阶段以做题为主,但千万不要忘记基础知识在时时起作用,关于高等数学复习考生们可以参考以下八大重难点分析. 1.函数极限连续 ①正确理解函数的 ...

  • 散度和旋度
  • 如何理解高等数学中的散度.旋度 李伯忍 (东莞理工学院 计算机学院, 广东东莞 523808) 摘要: 曲线积分和曲面积分是高等数学课程中的重点和难点, 格林(Green)公式,高斯(Gauss)公式和斯托克斯(Stokes)公式是沟通上述几类积分内在联系的几个重要积分公式. 本文研究了高斯公式和斯 ...