Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Кузнецов Л. А / Векторный анализ. Кузнецов. Вариант 28

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
13.06.2014
Размер:
917.18 Кб
Скачать

8 _ 04 _ 28 _1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = (x + xz2 )i + yj +(z zx2 )k,

 

S : x2 + y2

+ z2 =9, P : z = 0

 

(z 0).

П = Пн + Пбок

Пбок

= П Пн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G G

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

ay

 

a

 

 

 

 

 

 

П = ∫∫

(a, n)dS = ∫∫∫div a dx dy dz = ∫∫∫

 

x

 

+

 

 

 

 

 

+

 

 

z dx dy dz =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V x

 

 

 

 

 

AntiGTU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

z

 

 

 

 

 

= ∫∫∫(1 + z2 +1 +1 x2 )dx dy dz = ∫∫∫(3 + z2

x2 )dx dy dz =

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = r cosθ cosϕ

 

2π

 

 

 

π

/ 2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

y = r cosθ sinϕ

= dϕ

 

dθr2 cosθ (3 + r2 s n2 θ r2 cos2 θ cos2 ϕ) dr =

 

 

z = r sinθ

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

π / 2

 

 

 

 

 

 

r

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

= dϕ

dθ

r3 cosθ +

 

 

 

(sin2 θ cosθ cos3 θ cos2 ϕ)

| =

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

2π

 

π / 2

 

 

 

 

243

(sin

2

θ cosθ (1 sin

2

θ) cosθ cos

2

ϕ)

 

= dϕ

27 cosθ +

 

5

 

 

 

 

 

dθ =

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

θ +

243

sin3 θ

 

sinθ cos

2

ϕ +

sin3 θ

cos

2

 

π / 2

=

= dϕ

27sin

5

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

ϕ

|

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

=

2π

 

 

81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27ϕ

81

 

sin 2ϕ

2π

 

= 54π

 

 

 

 

 

 

 

 

0

27

5

cos 2ϕ dϕ =

 

 

5

 

2

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

G

 

G

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nн = (0;0;1); a

= z zx

2 ;(a

nн ) |z=0 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пн = ∫∫(aG nG

н )dS = ∫∫0 dS =

0

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пбок

= П Пн

= 54π 0 = 54π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ru

8_04_28_2

 

 

.

ru

 

 

 

 

Проекция на плоскость OXY

 

 

 

 

Скачано

с

AntiGTU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 _ 05 _ 28 _1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = 2xi +3yj + 4zk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P : 2x +3y + z =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nG ={2;3;1};

 

nG

 

 

 

=

 

 

nx2

+ ny2 + nz2

=

 

 

14

AntiGTU

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ny

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

cosα =

 

Gx

 

 

 

=

 

 

 

 

 

;cos β =

 

G

 

=

 

 

 

;cos

γ =

 

Gz

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

14

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

dS = 1 + zx2 + zy

2 dx dy = 1 + −2 2 + −3 2 dx dy = 14 dx dy

 

 

GG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosα + ay cos β + az cosγ )dS =

 

 

 

 

 

П = ∫∫andS = ∫∫(ax

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ∫∫

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ∫∫(2ax +3ay + az )dx dy =

ax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ ay

 

 

+ az

 

 

 

 

 

 

 

 

14 dx dy

 

 

14

 

 

14

 

4

 

 

 

Dxy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dxy

 

 

 

 

 

= ∫∫(2 2x +3 3y + 4(1 2x 3y))dx dy = ∫∫(4 4x 3y)dx dy =

 

Dxy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dxy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/ 2

(12 x) / 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 2)

(12 x) / 3

 

= dx

 

 

 

 

(4 4x 3y)dy =

dx (4 y 4xy

3y2

|

=

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1/ 2

 

2

10x

+

7

 

 

2x3

5x

2

7x

1/ 2

=

1

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

3

 

 

dx =

3

 

 

3

+

6

 

|

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ru

8_05_28_2

Проекция на плоскость OXY

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

0.0

0.1

0.2

0.3

Скачано

с

 

AntiGTU

0.4

0.5

.

ru

8G_ 07 _ 28 _1G G G a = (3yz x)i +(x2 y) j +(6z 1)k

 

2

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S : z

 

= 9(x

 

+ y

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 4

 

 

 

 

 

 

 

ntiGTA U

Т.к. поверхностьзамкнутая, товоспользуемсяформулой

 

 

.

ОстроградскогоГаусса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

ay

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П = w∫∫a n dσ = ∫∫∫div a dx dy dz = ∫∫∫

 

x

+

 

 

 

 

+

 

z

dx dy dz =

 

 

x

 

y

 

 

z

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = r cosϕ

 

 

= 42π dϕ

4/ 3 r dr 4

 

= ∫∫∫(1 1 +6)dx dy dz = 4∫∫∫dx dy dz =

 

dz

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

y = r sinϕ

 

 

 

 

0

 

0

3r

 

2π

 

4 / 3

 

 

 

 

 

 

2π

 

r3 )

|

 

= 128

2π

 

 

256 π

 

 

= 4 dϕ (4r 3r2 ) dr = 4 dϕ(2r2

 

dϕ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 / 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

27

0

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ru

8_07_28_2

Проекция на плоскость OXY

1.0

0.5

0.0

0.5

1.0

1.0 0.5

Скачано

с

0.0

AntiGTU

0.5

1.0

.

ru

8G

_ 09 _ 28G_1 G

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

= 2xy +i + 2xy j

+ z2 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

+ y

 

+ z

 

=

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

:

 

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0(z 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nAtiGTU

Т.кповерхнлстьзамкнутая, товоспользуемсяформулойОстроградского

.

 

 

 

 

G G

 

 

 

 

G

 

 

 

a

 

 

ay

 

 

 

a

 

 

 

П = w∫∫(a; n)dS = ∫∫∫div a dx dy dz = ∫∫∫

 

x

+

 

 

 

 

+

 

 

 

z

dx dy dz =

 

x

 

y

z

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

= ∫∫∫(2x + 2 y + 2z )dx dy dz = 2∫∫∫(x + y + z )dx dy dz =

 

x = r cosθ cosϕ

 

 

 

 

 

 

y = r cosθ sinϕ

=

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = r sinθ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

π / 2

 

 

 

 

4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 dϕ

 

cosθ dθ r3 (sinθ +cosθ cosϕ +cosθ s

 

 

 

ϕ)dr =

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π

 

π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

4

 

4 2

 

 

 

 

 

 

= 2 dϕ

 

(sinθ cosθ +cos2 θ(cosϕ +sinϕ)) dθ

 

 

 

|

=

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

=

2π dϕ

π/ 2

(sinθ cosθ +1 +cos 2θ

(cosϕ +sinϕ)) dθ =

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2π

 

sin2 θ

 

 

θ

+

sin 2θ

 

 

ϕ)

 

π / 2

=

2π

 

1

+

π(cosϕ +sinϕ)

 

 

dϕ

 

 

2

+

2

4

(cosϕ +sin

 

|

 

0

 

 

2

4

dϕ =

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

ϕ

+

π(sincos

ϕ)

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

4

 

 

 

 

| =π

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ru

8_09_28_2

Проекция на OXY

2

1

0

1

2

2

1

0

Скачано

с

 

AntiGTU

1

2

.

ru

8 _10 _ 28

 

 

 

 

 

 

 

F = −xi + yj,

 

 

 

 

 

 

L : x2 +

y2

=1

(x 0, y 0),

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

M (1, 0), N (0,3).

 

 

 

 

 

A = (Fx dx+ Fy dy) =

 

 

x = cos t

 

= π/ 2

 

 

L

 

 

 

y = 3sin t

 

0

π / 2

 

 

 

π / 2

 

 

= 10sin t cos t dt =

 

 

 

 

5sin2 t |

= 5

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

с

 

(cosAntiGTUt (s n t) +3sin t 3cos t) dt =

.

ru

8 _11_ 28 _1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = xi 3z2 j + yk,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

x =cos t, y = 4 sin t,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г:

4sin t + 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 2 cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx = −sin t dt; dy = 4 cos t dt; dz

= (2sin t 4 cos t) dt

AntiGTU

 

 

 

 

 

 

Ц = v∫(ax dx+ ay dy+ az dz)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2π (cos t(sin t) 3(2 cos t 4 sin t + 3)2 4 cos t + 4 sin t(2 sin t 4 cos t))dt =

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2π (108cos t 144 cos2 t 48cos3 t + 271sin t cos t +192 cos2 t sin t 8sin2 t 192sin2 t cos t )dt =

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2π (108cos t 144 cos2 t 48(1 sin2 t) cos t + 271sin t cos t +192 cos2 t sin t 4(1 cos 2t) 192sin2 t cos t) dt =

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

144

sin 2t

48sin t +

48

sin

3

t +

271

s

2

t

192

cos

3

t 4t + 2 sin 2t

192

sin

3

t

 

2π

=

108sin t

t +

2

 

3

 

2

 

3

 

 

3

 

 

|

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

= −152π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

 

 

0.5 0.0

0.5

1.0