题目
设曲面Sigma:z=x^2+y^2(0leq zleq H),则有(). A. iint z,dS=iint(x^2+y^2),dSB. iint y,dS=-intsqrt(z-x^2),dSC. iint z,dS=0D. iint x,dS=intsqrt(z-y^2),dS
设曲面$\Sigma:z=x^{2}+y^{2}(0\leq z\leq H)$,则有().
- A. $\iint z\,dS=\iint(x^{2}+y^{2})\,dS$
- B. $\iint y\,dS=-\int\sqrt{z-x^{2}}\,dS$
- C. $\iint z\,dS=0$
- D. $\iint x\,dS=\int\sqrt{z-y^{2}}\,dS$
题目解答
答案
为了解决这个问题,我们需要在给定的曲面$\Sigma: z = x^2 + y^2$(其中$0 \leq z \leq H$)上评估每个给定的曲面积分。让我们逐步分析每个选项。
### 选项A: $\iint\limits_{\Sigma} z \, dS = \iint\limits_{\Sigma} (x^2 + y^2) \, dS$
由于在曲面$\Sigma$上$z = x^2 + y^2$,可以得出$z$和$x^2 + y^2$在$\Sigma$上是相同的函数。因此,积分$\iint\limits_{\Sigma} z \, dS$和$\iint\limits_{\Sigma} (x^2 + y^2) \, dS$是相等的。所以,选项A是正确的。
### 选项B: $\iint\limits_{\Sigma} y \, dS = -\iint\limits_{\Sigma} \sqrt{z - x^2} \, dS$
在曲面$\Sigma$上,$y = \pm \sqrt{z - x^2}$。积分$\iint\limits_{\Sigma} y \, dS$在$y$的正负值上是对称的,由于曲面关于$y = 0$对称,这个积分将为零。然而,$\iint\limits_{\Sigma} \sqrt{z - x^2} \, dS$是$\sqrt{z - x^2}$的正函数的积分,它不为零。因此,$\iint\limits_{\Sigma} y \, dS \neq -\iint\limits_{\Sigma} \sqrt{z - x^2} \, dS$。所以,选项B是不正确的。
### 选项C: $\iint\limits_{\Sigma} z \, dS = 0$
由于$z = x^2 + y^2 \geq 0$在曲面$\Sigma$上,且$z$不恒等于零,积分$\iint\limits_{\Sigma} z \, dS$不为零。所以,选项C是不正确的。
### 选项D: $\iint\limits_{\Sigma} x \, dS = \iint\limits_{\Sigma} \sqrt{z - y^2} \, dS$
在曲面$\Sigma$上,$x = \pm \sqrt{z - y^2}$。积分$\iint\limits_{\Sigma} x \, dS$在$x$的正负值上是对称的,由于曲面关于$x = 0$对称,这个积分将为零。然而,$\iint\limits_{\Sigma} \sqrt{z - y^2} \, dS$是$\sqrt{z - y^2}$的正函数的积分,它不为零。因此,$\iint\limits_{\Sigma} x \, dS \neq \iint\limits_{\Sigma} \sqrt{z - y^2} \, dS$。所以,选项D是不正确的。
根据分析,正确的选项是$\boxed{A}$。