题目
画出由曲面 z = sqrt(x^2 + y^2) 和 z = x^2 + y^2 所围成的空间立体图形.
画出由曲面 $z = \sqrt{x^2 + y^2}$ 和 $z = x^2 + y^2$ 所围成的空间立体图形.
题目解答
答案
解题过程:
- 曲面方程转换为极坐标:
- $z = \sqrt{x^2 + y^2}$ 变为 $z = r$。
- $z = x^2 + y^2$ 变为 $z = r^2$。
- 求交线:
- 联立 $r = r^2$,解得 $r = 0$ 或 $r = 1$,对应圆 $x^2 + y^2 = 1$,$z = 1$。
- 确定积分区域:
- $0 \leq \theta \leq 2\pi$,$0 \leq r \leq 1$,$r^2 \leq z \leq r$。
- 计算体积:
- $V = \int_{0}^{2\pi} \int_{0}^{1} \int_{r^2}^{r} r \, dz \, dr \, d\theta = \int_{0}^{2\pi} \int_{0}^{1} (r^2 - r^3) \, dr \, d\theta = \frac{\pi}{6}$。
答案: $\boxed{\frac{\pi}{6}}$
图形描述:
- 圆锥面 $z = \sqrt{x^2 + y^2}$ 和抛物面 $z = x^2 + y^2$ 围成一个“帽子”形立体,底面为半径为 1 的圆,位于平面 $z = 1$ 上。