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

Кузнецов Л. А / Векторный анализ. Кузнецов. Вариант 23

.pdf
Скачиваний:
37
Добавлен:
13.06.2014
Размер:
508.78 Кб
Скачать

8 _ 01_ 23

u = x3 + y2 + z2 l = j k,

M (1, -3, 4)

 

U

=

 

U cosα +

U cos β + U cosγ

 

I

 

 

x

 

 

y

 

 

 

 

z

 

 

 

 

I

 

=

 

1 +1 =

2 cosα = 0;cos β =1/

 

 

 

 

U

 

=

3x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

=

 

1

 

 

2 y =

 

 

y

 

 

 

 

y

 

2 y2 + z2

 

y2 + z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

=

 

1

 

 

2z =

 

 

z

 

 

 

 

z

 

2 y2 + z2

 

y2 + z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

|

= 3; U

| = 3 ;

U

|

= 4

 

 

x

M

 

y

M

5

z

M

5

 

 

 

UI = Ux cosα + Uy cos β + Uz cos

Скачано

с

 

nAtiGTU

2;cos

γ = −1/

2 .

γ = 3

 

1

4

1 = 7

 

5

5

2

 

2

5

2

 

 

 

ru

8 _ 02 _ 23

V =

3

x

2

+3y

2

2z

2

,

2

3

, M

 

 

1

,

 

3

 

2

 

 

 

 

U = x

yz

2,

 

3

 

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V = 3x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AntiGTU

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

= 6 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

= −4z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

= 2xyz3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

= x2 z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

= 3x2 yz2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{V

 

V ;

V

 

 

 

 

 

 

 

{U

 

 

U

 

 

 

 

 

 

gradV =

;

};gradU =

;

;

 

}

 

 

 

z

y

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

gradV (M ) ={6; 2; 2

6};

 

gradV (M )

 

= 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gradU (M ) ={

6,3

 

 

 

 

, 6};

 

gradU (M )

 

= 4

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosα =

 

 

gradV (M )

 

gradU (M )

=

6

2 +6

 

 

6 12 6

= 0

 

 

gradV (M )

 

 

 

gradU (M )

с

 

 

8 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

α = arccos(0) =π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ru

8 _ 04 _ 23 _1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aG

= (x + z)Gi +( y + z)Gj +(z x y)kG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S : x2 + y2 + z2 = 4; P : z = 0(z 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П = Пн + Пбок

Пбок = П −−Пн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AntiGTU

 

 

 

G G

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

ay

 

a

 

 

 

П = ∫∫(a, n)dS = ∫∫∫div a dx dy dz

= ∫∫∫

 

x

+

 

 

 

 

+

 

z

dx dy dz =

x

 

y

z

 

 

 

S

 

V

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

=

∫∫∫

(1 +1 +1)dx dy dz = 3 dx dy dz = 3 1 4 πR3 = 3 1 4 π 23 =16π

 

 

 

 

∫∫∫

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

2

3

G

 

V

 

G G

V

G

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nн

=

(0;0; 1); a nн

= x + y z;(a nн ) |z=0 = x

y

 

 

 

 

 

 

 

Пн

 

G

G

 

∫∫(x y)dS =

 

x = r cosϕ

 

 

 

2π

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ∫∫(a

nн )dS =

 

y = r sinϕ

 

=

dϕr2 (cosϕ s nϕ) dr =

 

 

 

S

 

 

S

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

2π

 

 

 

2

 

 

 

 

2π

 

2

 

 

 

 

 

2

 

= (cosϕ sinϕ)dϕr2 dr =

(sinϕ +cosϕ) |

 

 

r2 dr = 0 r2 dr = 0

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пбок

= П Пн

=16π 0 =16π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

с

 

.

ru

8_04_23_2

 

 

.

ru

 

 

 

 

Проекция на плоскость OXY

 

 

 

 

Скачано

с

AntiGTU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 _ 05 _ 23 _1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aG = xiG

+ 2 yGj +5zkG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

P : x + 2 y + z / 2 =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos β +cz cosγ )dS

 

 

 

 

 

П = ∫∫(an)dS = ∫∫(ax cosα + ay

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AntiGTU

x + 2 y + z / 2 =1 2x + 4 y + z = 2 nG ={2;4;1}

 

G

 

=

21

 

 

cosα = 2 /

21;cos β = 4 /

21;cosγ =1/

21

 

 

 

 

 

 

 

 

dS =

 

1 +

zx

2 +

zy

2

dx dy =

1 + −2 2 +

4 2 dx dy =

 

21dx dy

 

 

 

 

1 1/ 2x / 2

2

 

 

 

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П =

 

21dx

 

 

 

 

x +

 

 

 

2 y +

 

5(2 2x 4 y)

dy

=

 

 

 

21

 

21

21

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1/ 2x

/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

(1x) / 2

 

1

 

= dx

 

(10 8x 12 y)dy = dx (10 y 8xy 6 y2 )

|

 

=

(5x2 / 2 6x +7 / 2)dx =

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x

3

 

 

+ 7x

 

1

=

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

3x2

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

2

0

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ru

8_05_23_2

Проекция на OXY

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

0.0 0.2 0.4 0.6

Скачано

с

 

0.8

AntiGTU

1.0

.

ru

8G

_ 08G_ 23 G

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

= xi 2 y j +

3zk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S : x

 

+ y

 

= z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AntiGTU

Т.кповерхностьзамкнутая, товоспользуемсяформулой

 

 

 

 

.

ОстроградскогоГаусса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ∫∫∫(1 2 +3)dx dy dz = 2∫∫∫dx dy dz =

 

x = r cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = r sin ϕ

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

z = z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2r cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

/ 2

 

2 cos ϕ

 

 

 

 

 

π / 2

2 cos ϕ

r (

2r cosϕ r2 ) dr =

 

 

 

= 2

 

dϕ

r dr

dz = 2 dϕ

 

 

 

 

 

 

 

π / 2

 

 

0

 

 

r2

 

 

 

π / 2

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

/ 2

 

2 cos ϕ

(2r2 cosϕ r3 ) dr = 2

π

/ 2

 

 

 

 

 

2r

3

cosϕ

 

 

r

4

 

2 cos ϕ

 

 

 

= 2

 

dϕ

 

 

dϕ

 

 

 

 

 

|

=

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

π / 2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

0

 

 

 

= 2

π/ 2

dϕ

4 cos4 ϕ

= 8 π/ 2

cos4 ϕ dϕ

= 2 π/ 2

(1 +cos 2ϕ)2

 

dϕ =

 

 

 

 

π / 2

 

 

 

3

 

3 π / 2

 

 

 

3 π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2

π / 2

 

(1 + 2 cos 2ϕ +cos

2

2ϕ) dϕ =

2 π

/ 2

 

 

+ 2 cos 2ϕ +

1 +cos 4ϕ

dϕ =

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2

3ϕ

+sin 2ϕ +

sin 4ϕ

π / 2

=π

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

2

8

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ru

8JG_10 _ 23

G

G

F = ( y2 y)i

+(2xy + x) j

L : x2 + y2 = 3( y 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M (3;0); N (3;0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nAtiGTU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 3cos t

 

 

 

 

 

 

 

A = (Fx

dx+ Fy dy)=

 

 

 

dx = −3sin t dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3sin t

 

 

= 3cos t dt

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

y

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

((9sin2 t 3sin t )(3sin t dt) +(2 3cos t 3sin t +3cos t)(3cos t dt))=

 

 

 

=

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

(9sin3 t +3sin2 t +18cos2 t sin t +3cos2 t )dt =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3

 

π

 

2

 

 

 

 

 

π

1 cos 2t

 

 

 

π

 

2

t

 

 

 

 

 

π

1 +cos 2t

 

=

 

 

9sin

 

t sin t dt +3

2

 

 

 

dt 18cos

 

(sin t dt) +3

 

 

2

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

2

 

 

 

 

t

 

 

 

sin 2t π

 

 

 

 

 

cos3 t

π

t

 

s

 

2t π

 

 

 

= 3

 

9(1

cos

 

t) (sin t dt) +3

 

 

 

 

4

|

18

 

3

| +3

+

 

4

|

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

0

 

 

= 3

 

π

 

 

 

 

π

 

2

t

(sin t dt) +

3π

+12

+

3π

 

 

 

9 cos

π

 

cos3

π

+3π +12

 

 

9sin t dt 9cos

 

2

 

2

 

= 3

| 9

 

3

|

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

= 3(18 +6 +3π +12)= 9π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ru

8 _11_ 23 _1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aG

= 7ziGxGj + yzkG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 6cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = 6sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AntiGTU

 

 

z =1/ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx = −6sin t dt;dy = 6cos t dt;dz = 0

 

 

 

 

 

Ц = (ax dx+ ay dy+ az dz)

2π

 

7

1

 

 

 

=

=

 

3

(6sin t dt) 6cos t 6cos t dt

 

 

Г

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

=

2π (7 (2sin t dt) 36cos2 t dt )= −2π (14sin t +18(1 +cos 2 ))dt =

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

= −

 

 

sin 2t 2π

= −36π

 

 

 

14cos t +18

t +

2

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

0

 

 

с

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано

 

 

 

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

ru

5

0

8_11_23_2

Проекция на плоскость OXY

6

4

2

Скачано

с

 

6

4

AntiGTU

 

 

2

 

 

 

2

4

2

 

 

4

 

 

6

 

 

.

ru

6