题目
underline(设Σ为圆柱面x²+y²=9介于z=0和z=3之间的部分的外侧,计算曲面积分iint_{Sigma) xdydz+ydzdx+zdxdy.}请输入答案
$\underline{设Σ为圆柱面x²+y²=9介于z=0和z=3之间的部分的外侧,计算曲面积分\iint_{\Sigma} xdydz+ydzdx+zdxdy.}$
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题目解答
答案
将向量场 $\mathbf{F} = (x, y, z)$ 的散度 $\nabla \cdot \mathbf{F} = 3$ 代入高斯公式,得到闭合曲面(含上下底)的通量为 $3 \times$ 圆柱体体积。圆柱体体积为 $27\pi$,故闭合曲面通量为 $81\pi$。
计算上底面($z=3$)通量:$\iint_{\Sigma_1} 3 \, dx \, dy = 27\pi$,下底面($z=0$)通量为 $0$。
仅侧面 $\Sigma$ 的通量为:$81\pi - 27\pi = 54\pi$。
答案:$\boxed{54\pi}$