一道高等数学题,关于曲面积分。求大神速答。

2024年11月20日 06:26
有3个网友回答
网友(1):

设半径为R的球,其球心在半径为a的定球面上,试证当前者夹在定球面内部的表面积S为最大时,R=(3/4)a

解:此题无需用曲面积分。

夹在定球面内部的表面是一个球冠。设此球冠的高为h,利用简单的几何关系可求得h的表达式。

如图:R²-(R-h)²=a²-[a-(R-h)]²,展开化简得R²-2aR+2ah=0,故h=(2aR-R²)/2a;

球冠的表面积(不含底面积)=2πRh=2πR(2aR-R²)/2a=2πR²-πR³/a;

令dS/dR=4πR-3πR²/a=πR(4-3R/a)=0,得4-3R/a=0,故得极大点R=(3/4)a.

即当R=(3/4)a时球内所含球冠的表面积最大,最大值Smax=2π(9a²/16)-(π/a)(27a³)/64=(45/64)πa²


网友(2):

都是对称的,可以球面设Σ:x^2 y^2 (z-a)^2=R^2.就是要求曲面z=a-sqrt(R^2-x ^2-y^2),在区域D={(x,y)|x^2 y^2=R^2( 4a^2-R^2)/(4a^2)}的面积.

S(R)=∫∫_D R/sqrt(R^2-x^2-y^2) dxdy.对 S=S(R)求导讨论最值.

网友(3):

东南大学的吧!