高等数学中的空间计算问题
利用三重积分:
第一个曲面z=根号(x^2+y^2)是椎体顶点在原点(0,0,0),在z>0的空间内.
第二个曲面z=2-x^2-y^2是椭圆抛物面,经过了向上的平移,顶点在(0,0,2)
他们之间的空间就是要求的空间:
上顶:z1=2-x^2-y^2
下底:z2=根号(x^2+y^2)
交线:x^2+y^2=1且z=1,是一个圆
观察可知,利用柱面坐标系
x=ρ*cos(φ)
y=ρ*sin(φ)
z=z
带入上顶和下底的方程可得:
z1(x,y)=z1[ρ*cos(φ),ρ*sin(φ)]=2-ρ^2
z2(x,y)=z2[ρ*cos(φ),ρ*sin(φ)]=ρ
则体积元为:dV=ρ*dρ*dφ*dz
求三重积分
∫∫∫dV=∫∫∫ρ*dρ*dφ*dz
先对z积分:ρ到2-ρ^2
再对半径ρ:0到1
再对角度q积分:0到2π
∫∫∫dV=∫∫∫ρ*dρ*dφ*dz
第一次积分(2-ρ^2-ρ)*ρ
第二次积分5/12
第三次积分5/6π
第二题:
第一个平面法向量a=(1,1,1),第二个平面法向量b=(2,3,4)
直线方向向量n1=a×b=(1,-2,1)
平面π法向量n2,
由直线垂直与平面可得,n1//n2,易得λ=-2
交点在直线和平面π上,联立直线方程和平面方程,
X+Y+Z=1
2X+3Y+4Z=-1
2X-4Y+2Z=1
解得(X,Y,Z)=(29/12,1/6,-19/12)
综上所述:λ=-2,交点(X,Y,Z)=(29/12,1/6,-19/12)