高等數學二重積分 求x 2 y 2 z 2 R 2,與x

2021-08-29 13:56:19 字數 1415 閱讀 8896

1樓:沃玉蘭居月

解:∵所圍成圖形是關於xz平面和yz平面對稱的

∴所求體積=4×第一卦限體積

∵由x²+y²+z²=r²==>z=√(r²-x²-y²)

由x²+y²+z²=2rz==>z=r-√(r²-x²-y²)

∴第一卦限體積是由曲面z=√(r²-x²-y²)與z=r-√(r²-x²-y²),以及xz平面和yz平面(x,y>0)所圍成

∵由x²+y²+z²=r²與x²+y²+z²=2rz解方程,得x²+y²=(√3r/2)²

∴所求體積在xy平面的投影是圓x²+y²=(√3r/2)²

故所求體積=4×第一卦限體積

=4∫∫

dxdy

=4∫∫

[2√(r²-x²-y²)-r]dxdy

=4∫<0,π/2>dθ∫<0,√3r/2>[2√(r²-ρ²)-r]ρdρ

(極座標變換)

=π∫<0,√3r/2>[2√(r²-ρ²)-r]d(ρ²)

=π[(-4/3)(r²-ρ²)^(3/2)-rρ²]│<0,√3r/2>

=π[(-4/3)(r²-3r²/4)^(3/2)-3r²/4+(4/3)(r²-0)^(3/2)+r*0]

=π(-r³/6-3r³/4+4r³/3)

=5πr³/12。

2樓:蔡芙勵庚

這是兩個球體,半徑都為r,圓心分別在(0,0,0)和(0,0,r)處,通過作圖很容易發現要求的體積部分是一對上下對稱的圓剖體,我們只需要求其中一個的體積就可以了。

將兩個球在螢幕xoz投影,得到兩個圓方程x^2+z^2=r^2,x^2+z^2=2rz,聯立方程組得:r^2=2rz,z=r/2,這就是兩個圓交點的z座標,所以平面z=r/2就是兩個球的交線圍成的平面

現來求球x^2+y^2+z^2=r^2在平面z=r/2以上部分的體積,用球座標計算

∫[0->2π]dθ∫[0->π/3]dψ∫[0->r](p^2)sinψdp=2π∫[0->π/3](1/3)(r^3)sinψdψ

=-(2/3)π(r^3)*cosψ

|[0->π/3]

=(1/3)πr^3

故所求部分體積為v=2*(1/3)πr^3=(2/3)πr^3

3樓:經萱潛子

先求出兩個球面的交線就清楚了,兩個方程聯立,得z=r/2,所以球面

x^2+y^2+z^2=2rz用到的是下半部分:z=r--√(r²-x²-y²)

高等數學二重積分:求x^2+y^2+z^2=r^2,與 x^2+y^2+z^2=2rz所圍成圖形的體積,過程中有疑問。

4樓:

先求出兩個球面的交線就清楚了,兩個方程聯立,得z=r/2,所以球面 x^2+y^2+z^2=2rz用到的是下半部分:z=r--√(r²-x²-y²)

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