微积分II(甲)多元函数积分学练习解答
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第七章 多元函数积分学典型习题解答与提示习 题 7-11.(1)2σ=⎰⎰DV x yd ; (2)|sin |σ=⎰⎰DV xy d 。
2.提示:利用σσ=⎰⎰Dd 。
3.(1)小于零; (2)零; (3)大于零; (4)大于零。
4.(1)利用估值不等式(),σσσ≤≤⎰⎰Dm f x y d M 易于发现,当(),x y 在边界时,函数1++x y 取得最小值和最大值,已知01,02≤≤≤≤x y ,故114≤++≤x y ,即1,4==m M ,122σσ==⨯=⎰⎰Dd ,所以()218σ≤++≤⎰⎰Dx y d ;(2)提示,()()11max ,,min ,100102====M f x y m f x y ,200σ=, 故10051原积分2≤≤。
5.(1)0; (2)0; (3)124=I I 。
习 题 7-21.(1)3223a ; (2)9; (3)12; (4)0。
2.(1)83;(2)16;(3)令=DI ,1022⎡⎤===⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰I dx ,=t ,则21,2=-=-x t dx tdt ,()()()0122418212415I t t t dt tt dt =--=-=⎰⎰; (4)22222211arctan ⎤⎤==⎥⎥++⎣⎦⎣⎦⎰⎰⎰y y y D yy yx dxdy dx dy dy x y x y y()2111arctan arctan ln 1424ππ⎤⎡=-=-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦y dy y y y y1ln 2122=-; (5)111111+-+++----=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰x xx yx yx y x x Dedxdy dx e dy dx e dy1111110[][]+++-----=+⎰⎰x y x x y x x x e dx e dx()()01211211+---=-+-⎰⎰x x e e dx e e dx0121121101122+---⎡⎤⎡⎤=-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x x e e x ex e1=-e e。
微积分II (甲)多元函数积分学练习题解答1.计算二重积分22d D x yσ⎰⎰,其中D 是由1,,2y x y x x ===所围成的闭区域. 解:222121x xDx xyd dx dy y σ=⎰⎰⎰⎰ ()231124x x dx =-=⎰ 2.计算二重积分Dxyd σ⎰⎰,其中D 是由直线2y y x ==、和2y x =所围成的闭区域.解:202yy Dxyd dy xydx σ=⎰⎰⎰⎰2234003338322y dy y ⎛⎫=== ⎪⎝⎭⎰ 3. 作出积分区域的图形,交换积分次序,计算10dy ⎰.解:21021)9x I dx ==⎰⎰4.计算二重积分2,{(,)Dy xd D x y x σ-=≤⎰⎰ 解: 12D D D =⋃(1D 是所有阴影部分面积)12222DD D y x d y x d y x d σσσ-=-+-⎰⎰⎰⎰⎰⎰()()2211222101x xdx x y dy dx y x dy --=-+-⎰⎰⎰⎰11424111146(22)2215x dx x x dx --=+-+=⎰⎰. 5.用极坐标计算Dσ⎰⎰,其中D 为{22(,)|4,0,0x y x y x y +≤≥≥.解:32233220cos cos =cos cos =4DDDr r rdrd r drd d r dr d r dr ππσθθθθθθθθ=⋅⋅==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰6. 设D 为闭区域22{(,)|2}x y x y y +≤,将二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰化为极坐标下的累次积分.2解:I=2sin 0(cos ,sin )d f r r rdr πθθθθ⎰⎰.7. 设D 为闭区域22{(,)|2,}x y x y x y x +≤≤,将二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰化为极坐标下的累次积分.解:I=2cos 402(cos ,sin )d f r r rdr πθπθθθ-⎰⎰.8. 利用二重积分计算由曲面22z x y =+和平面1z =所围成的立体的体积. 解 设所求体积为V ,则有=V ()221Dxy d σ--⎰⎰,其中 (){}22,1D x y xy =+≤,于是=V ()()22211D Dxy d r rdrd σθ--=-⎰⎰⎰⎰=()212012d r rdr ππθ-=⎰⎰.9.求由三个坐标面和平面1=+y x 及抛物面z y x -=+622所围立体的体积. 解 设所求体积为V ,则有=V ()⎰⎰--Dd y xσ226,其中 (){}x y x y x D -≤≤≤≤=10,10,,于是=V ()⎰⎰--Dd y xσ226=()112206x dx xy dy ---⎰⎰()1323011766136x x x x dx ⎡⎤=--+--=⎢⎥⎣⎦⎰10.求由()π≤≤=x x y 0sin 与0=y 所围的均质薄板的质量中心. 解 设该薄板所在区域为D ,则 该均质薄板的面积为 0sin 2S xdx π==⎰,又有 sin 00x Dxd dx xdy πσπ==⎰⎰⎰⎰, 及sin 04x Dyd dx y dy ππσ==⎰⎰⎰⎰,由均质平面薄片的质量中心公式可得所求质量中心坐标为⎪⎭⎫⎝⎛8,2ππ.二、三重积分11. 求xydV Ω⎰⎰⎰,其中Ω为1x y +=,1z =与三个坐标面所围成的三棱柱体.解xydV Ω⎰⎰⎰111x dx dy xydz -=⎰⎰⎰=1100x dx xydy -⎰⎰()120111224x x dx =-=⎰. 12. 求()⎰⎰⎰Ω+++dV z y x 311,其中Ω为三个坐标面与平面1=++z y x 所围成的四面体.解()⎰⎰⎰Ω+++dV z y x 311()111300011x x y dx dy dz x y z ---=+++⎰⎰⎰ =()1121318821x dx x dy x y -⎡⎤-+⎢⎥++⎢⎥⎣⎦⎰⎰()1013115ln 2218828x dx x ⎡⎤⎛⎫=-+=-⎢⎥ ⎪+⎝⎭⎣⎦⎰. 13.计算下列三重积分⎰⎰⎰Ω+dV y x z 22 ,其中Ω由22z x y =+及平面1z =围成. 解 Ω在z xoy =平面上的投影区域为22{(,)1}x y x y +≤ 可用柱面坐标计算:221211122200012401224(1).21r r d r dr zdz r dr z r r dr πθπππΩ⎛⎫== ⎪⎝⎭=-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 14. 计算,⎰⎰⎰ΩzdV 其中Ω是由球面4222=++z y x 与抛物面z y x 322=+所围成(在抛物面内的那一部分)的闭区域.解 球面4222=++z y x 与抛物面z y x 322=+的交线为2222243x y z x y z⎧++=⎪⎨+=⎪⎩ 从中解得两曲面交线为,1=z 223x y +=,Ω在xOy 面上的投影区域为:D ,30≤≤r πθ20≤≤,利用柱面坐标,对投影区域D 内任一点),,(θr 有2243r z r -≤≤, 所以I 23r DzdV rdrd θΩ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰2203r d zdz πθ=⋅⎰⎰⎰π413=. 15.计算()d V z y x⎰⎰⎰Ω++222,其中Ω是球体1222≤++z y x .解()⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=++θϕρϕρd d d dV z y xsin 42222140004sin 5d d d ππθϕϕρρπ==⎰⎰⎰16. 计算球体22222a z y x ≤++在锥面22y x z +=上方部分Ω的体积.解 在球面坐标系中, :Ω,20a r ≤≤,40πϕ≤≤πθ20≤≤,故所求体积V ⎰⎰⎰Ω=dV 2240sin d d d ππθϕρϕρ=⎰⎰⎰42sin ππϕϕ=⎰.)12(343a -=π17.求由曲面)0(2222>=++a az z y x 及222z y x =+(含有z 轴部分)所围成空间的体积.解 在球面坐标下计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ==θϕρϕρd d d dV V sin 222cos 240sin a d d d ππϕθϕϕρρ=⎰⎰⎰3334082cos sin 3a d a ππϕϕϕπ==⎰.18. 立体Ω是圆柱面122=+y x 内部, 平面2=z 下方, 抛物面221y x z --=上方部分, 其上任一点的密度与它到z 轴之距离成正比(比例系数为K ), 求Ω的质量m .解 据题意得,密度函数为,),,(22y x K z y x +=ρ所以.),,(22⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ+==dV y x K dV z y x m ρ利用柱面坐标,先对z 积分,Ω在xOy 平面上投影域D 为},1),({22≤+=y x y x D故222212122001()r Dr m Kr rdrd dz K r drd dzK d r dr dzπθθθ-Ω-===⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰1220162(1)15KK r r dr ππ=+=⎰. 三、曲线积分19. 计算⎰Γxdl ,其中 Γ是由x y =和2x y = 围成的区域的整个边界。
第七章 多元函数积分学典型习题解答与提示习 题 7-11.(1)2σ=⎰⎰DV xyd ; (2)|sin |σ=⎰⎰DV xy d 。
2.提示:利用σσ=⎰⎰Dd 。
3.(1)小于零; (2)零; (3)大于零; (4)大于零。
4.(1)利用估值不等式(),σσσ≤≤⎰⎰Dm f x y d M 易于发现,当(),x y 在边界时,函数1++x y 取得最小值和最大值,已知01,02≤≤≤≤x y ,故114≤++≤x y ,即1,4==m M ,122σσ==⨯=⎰⎰Dd ,所以()218σ≤++≤⎰⎰Dx y d ;(2)提示,()()11m ax ,,m in ,100102====M f x y m fx y ,200σ=,故10051原积分2≤≤。
5.(1)0; (2)0; (3)124=I I 。
习 题 7-21.(1)3223a ; (2)9; (3)12; (4)0。
2.(1)83; (2)16;(3)令=⎰⎰DI ,122⎡⎤===⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰I dx ,=t ,则21,2=-=-x t dx tdt ,()()()0122418212415I tt t dt ttdt =--=-=⎰⎰;(4)22222211arctan ⎤⎤==⎢⎥⎢⎥++⎣⎦⎣⎦⎰⎰⎰⎰yyy Dyy yx dxdy dx dy dy x yx y y()2111arctan arctan ln 1424ππ⎤⎡=-=-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦y dy y y y y1ln 2122=-;(5)0111111+-+++----=+⎰⎰⎰⎰⎰⎰x x x y x yx yx x De dxdy dx edy dx edy1111110[][]+++-----=+⎰⎰x yx x yxx x edx edx()()01211211+---=-+-⎰⎰x x eedx e edx121121101122+---⎡⎤⎡⎤=-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x x e e x ex e 1=-e e。
微积分II (甲)多元函数积分学练习题一、二重积分 1.计算二重积分22d Dx yσ⎰⎰,其中D 是由1,,2y x y x x ===所围成的闭区域. 2.计算二重积分Dxyd σ⎰⎰,其中D 是由直线2y y x ==、和2y x =所围成的闭区域.3. 作出积分区域的图形,交换积分次序,计算10dy ⎰.4.计算二重积分2,{(,)1,02}Dy xd D x y x y σ-=≤≤≤⎰⎰5.用极坐标计算Dσ⎰⎰,其中D 为{}22(,)|4,0,0x y x y x y +≤≥≥.6. 设D 为闭区域22{(,)|2}x y x y y +≤,将二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰化为极坐标下的累次积分.7. 设D 为闭区域22{(,)|2,}x y x y x y x +≤≤,将二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰化为极坐标下的累次积分.8. 利用二重积分计算由曲面22z x y =+和平面1z =所围成的立体的体积. 9.求由三个坐标面和平面1=+y x 及抛物面z y x -=+622所围立体的体积. 10.求由()π≤≤=x x y 0sin 与0=y 所围的均质薄板的质量中心.二、三重积分 11. 求xydV Ω⎰⎰⎰,其中Ω为1x y +=,1z =与三个坐标面所围成的三棱柱体.12. 求()⎰⎰⎰Ω+++dV z y x 311,其中Ω为三个坐标面与平面1=++z y x 所围成的四面体. 13.计算下列三重积分⎰⎰⎰Ω+dV y x z 22 ,其中Ω由22z x y =+及平面1z =围成. 14. 计算,⎰⎰⎰ΩzdV 其中Ω是由球面4222=++z y x与抛物面z y x 322=+所围成(在抛物面内的那一部分)的闭区域. 15.计算()d V z y x⎰⎰⎰Ω++222,其中Ω是球体1222≤++z y x .16. 计算球体22222a z y x ≤++在锥面22y x z +=上方部分Ω的体积.17.求由曲面)0(2222>=++a az z y x 及222z y x =+(含有z 轴部分)所围成空间的体积.18. 立体Ω是圆柱面122=+y x 内部, 平面2=z 下方, 抛物面221y x z --=上方部分, 其上任一点的密度与它到z 轴之距离成正比(比例系数为K ), 求Ω的质量m .三、曲线积分19. 计算⎰Γxdl ,其中 Γ是由x y =和2x y = 围成的区域的整个边界。
专升本高等数学(一)-多元函数微积分学(二)(总分:99.98,做题时间:90分钟)一、{{B}}选择题{{/B}}(总题数:9,分数:18.00)1.设z=ln(x2+y),则等于A. B. C. D(分数:2.00)A.B. √C.D.解析:[解析] 本题主要考查简单二元函数偏导数的计算. [*](答案为B)2.设z=(lny)xy∙ A.xy(lny)xy-1∙ B.(lny)xy lnlny∙ C.y(lny)xy lnlny∙ D.x(lny)xy lnlny(分数:2.00)A.B.C. √D.解析:[解析] 本题主要考查简单二元函数偏导数的计算. [*](答案为C)3.设z=sin(xy2)∙ A.-2xycos(xy2)∙ B.-y2cos(xy2)∙ C.2xycos(xy2)∙ D.y2cos(xy2)(分数:2.00)A.B.C. √D.解析:[解析] 本题主要考查简单二元函数偏导数的计算. [*].(答案为C)4.已知f(xy,x-y)=x2+y2∙ A.2+2y∙ B.2-2y∙ C.2x+2y∙ D.2x-2y(分数:2.00)A. √B.C.D.解析:[解析] 本题主要考查简单二元函数偏导数的计算.f(xy,x-y)=x2+y2=(x-y)2+2xy,f(x,y)=2x+y2,[*],[*].(答案为A)5.函数z=3x2y+2xy3在点(1,1)处的全微分dz|(1,1)等于∙ A.4dx-3dy∙ B.4dx+3dy∙ C.8dx+9dy∙ D.8dx-9dy(分数:2.00)A.B.C. √D.解析:[解析] [*],[*],dz|(1,1)8dx+9dy.(答案为C)6.______∙ A.{(x,y)|x2+y2≤4}∙ B.{(x,y)|x2+y2≤4且x≠0}∙ C.{(x,y)|x2+y2≤4且x≠0,y≠0}∙ D.{(x,y)|x2+y2≤4且y≠0}(分数:2.00)A.B.C. √D.解析:7.______∙ A.{(x,y)|0<x2+y2≤2}∙ B.{(x,y)|0≤x2+y2≤2}∙ C.{(x,y)|0<x2+y2<2}∙ D.{(x,y)|0≤x2+y2<2}(分数:2.00)A. √B.C.D.解析:8.设f(x,y)=,则=______ A. B. C. D(分数:2.00)A.B.C. √D.解析:9.设,则f(x,y)=______A. B. C D.xe x(分数:2.00)A. √B.C.D.解析:二、{{B}}填空题{{/B}}(总题数:13,分数:26.00)10.,则.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:[*])解析:[解析] 根据二元函数的定义,函数关系只取决于定义域与对应法则,而与变量所选用的记号无关,如果函数表达式中的第一自变量用记号u表示,第二自变量用记号v表示,则给定的函数对应法则为[*].如果将第一自变量u用[*]替换,第二自变量v用[*]替换,则有 [*]11.f(x,y)=2x2+y2,则f(xy,x2-y2)= 1.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:x4+y4)解析:[解析] f(xy,x2-y2)=2(xy)2+(x2-y2)2=x4+y4.12.f(x+y,x-y)=x2-y2,则f(x,y)=______.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:xy)解析:[解析] 解法Ⅰ (置换法)令[*]解得[*]代入给定函数,则有 [*],因为函数关系与变量所选用的记号无关,再用字母x,y代换字母u,v,则有f(x,y)=xy 解法Ⅱ (拼凑法)由于f(x+y,x-y)=(x+y)(x-y),则有f(x,y)=xy13.f(xy,x-y)=x2+y2+xy,则f(x,y)=______.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:3x+y2)解析:[解析] 由于f(xy,x-y)=x2+y2+xy=(x-y)2+3xy,则有f(x,y)=3x+y2.14.设函数z=x2+ye x.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:2x+ye x)解析:[解析] 本题主要考查计算二元函数的一阶偏导数.[*]=2x+ye x.15.设z=sin(x2y).(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:x2cos(x2y))解析:[解析] 本题主要考查计算二元函数的一阶偏导数. [*].16.设z=,则.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:1)解析:[解析] 本题主要考查计算二元函数的一阶偏导数.解法Ⅰ [*],[*].解法Ⅱ 由于是求函数[*]在点(1,0)处对x的偏导数,可先求出z(x,0),即将y=0代入函数[*],可得到关于x的一元函数,然后再求其在x=1处的导数.[*],[*].17.函数z=ln(1+x2-y2)的全微分dz=______.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:[*])解析:[解析] [*], [*].18.设z=ln(x+y2).(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:dx)解析:[解析] 本题主要考查计算二元函数的一阶全微分.解法Ⅰ [*],[*],[*].解法Ⅱ [*],[*].19.设z=x2y+siny.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:2x)解析:[解析] 本题主要考查计算二元函数的二阶混合偏导数. [*].20.函数z=z(x,y)是由方程x2z+2y2z2+y=0确定,则dz=______.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:[*])解析:[解析] 两种解法如下.解法Ⅰ (公式法)令F(x,y,z)=x2z+2y2z2+y,分别求出三元函数F(x,y,z)对x,y,z的导数,对其中一个变量求导时,其他两个变量视为常数.[*],[*]解法Ⅱ (直接微分法)将方程两边同时求微分d(x2z)+d(2y2z2)+dy=0,2xdxz+x2dz+4ydy2+4y2zdz+dy=0,经整理,得(x2+4y2z)dz=-2xzdx-(4yz2+1)dy,即[*].21.函数f(x,y)=4(x-y)-x2-y2的极大值点是______.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:8)解析:[解析] 解方程组[*]得驻点(2,-2),计算[*],B2-AC=-4<0,A=-2<0,所以函数的极大值点为(2,-2),极大值为f(2,-2)=8.22. 1.(分数:2.00)填空项1:__________________ (正确答案:{(x,y)|1<x2+y2≤2})解析:三、{{B}}解答题{{/B}}(总题数:1,分数:56.00)求下列二元函数的定义域.(分数:55.98)3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(由于分式函数,要求分式的分母不为零,而对于根式函数,要求偶次方根号下的被开方式必须大于或等于零,则有[*]所以D={(x,y)|0<x2+y2≤4},此函数的定义域是以点(0,0)为圆心,以2为半径的圆周及圆周所围成的不含圆心、不含圆周上及圆周内的y轴部分的有界半开半闭区域(如下图).[*])解析:(2).z=ln(y2-2x+1).(分数:3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(由于对数函数,要求真数式必须大于零,则有y2-2x+1>0,即y2>2x-1.所以D={(x,y)|y2>2x-1},此函数的定义域是以点([*],0)为顶点,以x为对称轴,开口向右的抛物线所围成的左侧无界开区域(如下图).[*])解析:3.11)正确答案:(对于函数arcsinf(x,y),arccosf(x,y),要求|f(x,y)|≤1,则有 [*]即[*] 所以D={(x,y)|-2≤x≤2,-3≤y≤3},此函数的定义域是直线x=-2,x=2,y=-3,y=3所围成的有界闭区域(如下图).[*]) 解析:3.11)__________________________________________________________________________________________正确答案:(要使函数解析式有意义,自变量x,y应同时满足[*]即[*]亦即[*]所以D={(x,y)|y2≤4x,x2+y2<1且x≠0,y≠0},此函数的定义域是抛物线y2=4x和圆x2+y2=1所围成的,但不含原点及抛物线间劣弧段的有界半开半闭区域(如下图).[*])解析:(5).,求 3.11)__________________________________________________________________________________________正确答案:([*], [*].)解析:(6).设z=e u sinv,u=xy,v=x+y 3.11)__________________________________________________________________________________________正确答案:(根据二元复合函数求导的链式法则,有[*]=e xy sin(x+y)y+e xy cos(x+y)=e xy[ysin(x+y)+cos(x+y)],[*]=e xy sin(x+y)x+e xy cos(x+y)=e xy[xsin(x+y)+cos(x+y)].)解析:(7).设z=f(u,v),而u=x2y,,其中f(u,v) 3.11)__________________________________________________________________________________________正确答案:(本题主要考查用二元复合函数的链式法则求偏导数. [*])解析:(8).设z=f(xy,x2+y2),且f 3.11)__________________________________________________________________________________________正确答案:(本题主要考查用二元复合函数的链式法则求偏导数.设z=f(u,v),u=xy,v=x2+y2,[*])解析:(9).设函数z=arctan(xy)+2x2+y,求dz.(分数:3.11)__________________________________________________________________________________________正确答案:(本题主要考查计算二元函数的全微分. [*])解析:(10).dz.(分数:3.11)正确答案:([*])解析:(11).设函数f(u,v)dz.(分数:3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(本题主要考查计算二元复合函数的全微分. [*], [*])解析:(12).设函数z=ln(2-x+y) 3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:([*].)解析:(13).设函数z=ln(1-x+y)+x2y 3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:([*].)解析:(14).设函数,求 3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:([*])解析:(15).设函数z=z(x,y)是由方程x2+y2-xyz2=0 3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(令F(x,y,z)=x2+y3-xyz2,分别求出三元函数F(x,y,z)对x,y,z的导数,对其中一个变量求导时,其他两个变量视为常数.[*])解析:(16).设z=f(x,y)是由方程F(x+mz,y+nz)=0所确定,其中m、n为常数,F(u,v)为可微分函数,数:3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(本题主要考查计算二元函数的偏导数.设 F(u,v)=0,u=x+mz,v=y+nz, [*] [*])解析:(17).设z=z(x,y)是由方程yz+x2+z=0所确定,求dz.(分数:3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(令F(x,y,z)=yz+x2+z,分别求出三元函数F(x,y,z)对x,y,z的导数,对其中一个变量求导时,其他两个变量视为常数.[*])解析:(18).设函数z=z(x,y)是由方程z=x+ye z 3.11)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(令F(x,y,z)=x+ye z-z,[*])解析:。
考研数学二(多元函数微积分)历年真题试卷汇编2(题后含答案及解析)题型有:1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.(2010年)设函数z=z(χ,y)由方程F()=0确定,其中F为可微函数,且F′2≠0,则【】A.χ.B.z.C.-χ.D.-z.正确答案:B解析:由隐函数求导公式得知识模块:多元函数微积分2.(2010年) 【】A.B.C.D.正确答案:D解析:知识模块:多元函数微积分3.(2011年)设函数f(χ),g(χ)均有二阶连续导数,满足f(0)>0,g(0)<0,且f′(0)=g′(0)=0,则函数z=f(χ)g(y)在点(0,0)处取得极小值的一个充分条件是【】A.f〞(0)<0,g〞(0)>0.B.f〞(0)<0,g〞(0)<0.C.f〞(0)>0,g〞(0)>0.D.f〞(0)>0,g〞(0)<0.正确答案:A解析:则AC=B2>0 故z=f(χ)g(y)在(0,0)点取极小值.应选A.知识模块:多元函数微积分4.(2012年)设函数f(χ,y)可微,且对任意χ,y都有型<0,则使不等式f(χ1,y1)<f(χ2,y2)成立的一个充分条件是【】A.χ1>χ2,y1<y2B.χ1>χ2,y1>y2C.χ1<χ2,y1<y2D.χ1<χ2,y1>y2正确答案:D解析:由于偏导数本质上就是一元函数导数,则由型可知,f(χ,y)关于变量χ是单调增的,关于变量y是单调减的.因此,当χ1<χ2,y1>y2时,f(χ1,y1)<f(χ2,y1),f(χ2,y1)<f(χ2,y2) 则f(χ1,y1)<f(χ2,y2) 故应选D.知识模块:多元函数微积分5.(2012年)设区域D由曲线y=sinχ=±,y=1围成,则(χy5-1)dχdy =【】A.πB.2C.-2D.-π正确答案:D解析:作辅助线y=-sinχ(-≤χ≤0).如图,将区域D分为两部分D1和D2,其中D1关于χ轴对称,D2关于y轴对称,而χy5分别关于变量χ和y 都是奇函数,则知识模块:多元函数微积分6.(2013年)设z=f(χy),其中函数f可微,则【】A.2yf′(χy).B.-2yf′(χy).C.f(χy).D.-f(χy).正确答案:A解析:知识模块:多元函数微积分7.(2013年)设Dk是圆域D={(χ,y)|χ2+y2≤1)在第k象限的部分,记IK=(y-χ)dχdy(k=1,2,3,4),则【】A.I1>0.B.I2>0.C.I3>0.D.I4>0.正确答案:B解析:由于D1和D3关于直线y=χ对称,则而在D2上,y-χ>0,在D4上y-χ<0,则I2>0,I4<0 故应选B.知识模块:多元函数微积分8.(2014年)设函数u(χ,y)在有界闭区域D上连续,在D的内部具有2阶连续偏导数,且满足≠0及=0,则【】A.u(χ,y)的最大值和最小值都在D的边界上取得B.u(χ,y)的最大值和最小值都在D的内部取得C.u(χ,y)的最大值在D的内部取得,最小值都在D的边界上取得D.u(χ,y)的最小值在D的内部取得,最大值都在D的边界上取得正确答案:A解析:由题设可知,B≠0,A+C=0,则AC-B2<0 故函数u(χ,y)在区域D内无极值点,因此,u(χ,y)的最大值和最小值都在D的边界上取得.故应选A.知识模块:多元函数微积分9.(2015年)设函数f(u,v)满足f(χ+y,)=χ2-y2,则依次是【】A.,0B.0,C.-,0D.0,-正确答案:D解析:故应选D.知识模块:多元函数微积分10.(2015年)设D是第一象限中由曲线2χy=1,4χy=1与直线y=χ,y=χ围成的平面区域,函数f(χ,y)在D上连续,则(χ,y)dχdy=【】A.B.C.D.正确答案:B解析:由题设知积分域D如图所示,曲线2χy=1,4χy=1在极坐标下方程分别为2r2cosθsinθ=1,4r2cosθsinθ=1 即,直线y=χ,y =χ在极坐标下的方程为,则故应选B.知识模块:多元函数微积分填空题11.(2014年)设z=z(χ,y)是由方程e2yz+χ+y2+z=确定的函数,则dz=_______.正确答案:-(dχ+dy).解析:将χ=y=代入e2yz+χ+y2+z=得知识模块:多元函数微积分12.(2015年)若函数z=z(χ,y)由方程eχ+2y+3z+χyz=1确定,则dz|(0,0)=________.正确答案:-(dχ+2dy).解析:将χ=0,y=0代入eχ+2y+3z+χyz=1中得e3z=1,则z=0 方程eχ+2y+3z+χyz=1两端微分得eχ+2y+3z(dχ+2dy+3dz)+yzdχ+χzdy+χydz=0 将χ=0,y=0,z=0代入上式得dχ+2dy+3dz=0 则dz|(1,0)=-(dχ+2dy).知识模块:多元函数微积分13.(2011年)设平面区域D由直线y=χ,圆χ2+y2=2y及y轴所围成,则二重积分χydσ=_______.正确答案:解析:知识模块:多元函数微积分解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
微积分II(甲)期末练习卷一. 微分方程问题(本大题共 3 题,每题 5分,共15 分)1. 求解微分方程 20(4)2,1x y x xy y ='-==.解:222(4)2, (4)dy dy x x xy dx dx y x -==-; ()()122222121, 4(4)(4)ln ln 4, 4, c dy x dy dxd x y x y x y x C ye x ==---=-+=±-⎰⎰⎰⎰记1cC e =±,得通解:()24y C x =-, 由01x y==,得14C =-,所以微分方程特解为()2144y x =-- 点评:此题考可分离变量微分方程掌握情况。
可分离变量微分方程的关键是将方程通过因式分解,使,x y “分家”,变成:()()f y dy g x dx =形式,然后积分。
本题还要注意1cC e =±的变化。
2.求解微分方程 22x y xy xe -'-=.解: 2()2,()x p x x q x xe -=-=,()222222222222(2)(2)22221241144x dx x dxx x x x x x x x x x x xy e xe e dx C e xe e dx C e xe dx C e e d x C e e C e Ce ----------⎡⎤⎰⎰⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+=--+⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰点评: 本题为典型的一阶线性微分方程()()y p x y q x '+=,这类方程只要记住公式:()()()p x dx p x dxy e q x e dx C -⎡⎤⎰⎰=+⎢⎥⎣⎦⎰注意公式中三个不定积分计算后不需要另再加积分常数,因为本公式中已经有C 了。
3.求解微分方程 2xy y e '''+=. 解一: 设y p '=,得2xp p e '+=,222323211 33dx dxx x x x x x xp e e e dx C e e dx C e e C e Ce ----⎡⎤⎰⎰⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+=+⎢⎥⎣⎦⎰⎰即 22221,3111332x x x x x x y e Ce y e Ce dx e Ce C ---'=+⎛⎫⎛⎫=+=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎰通解为: 21213x xy e C e C -=++点评:对可降阶的三种二阶微分方程如何求解问题需要掌握。
微积分II (甲)多元函数积分学练习题解答1.计算二重积分22d D x yσ⎰⎰,其中D 是由1,,2y x y x x ===所围成的闭区域. 解:222121x xDx xyd dx dy y σ=⎰⎰⎰⎰ ()231124x x dx =-=⎰ 2.计算二重积分Dxyd σ⎰⎰,其中D 是由直线2y y x ==、和2y x =所围成的闭区域.解:202yy Dxyd dy xydx σ=⎰⎰⎰⎰2234003338322y dy y ⎛⎫=== ⎪⎝⎭⎰ 3. 作出积分区域的图形,交换积分次序,计算10dy ⎰.解:21021)9x I dx ==⎰⎰4.计算二重积分2,{(,)Dy xd D x y x σ-=≤⎰⎰ 解: 12D D D =⋃(1D 是所有阴影部分面积)12222DD D y x d y x d y x d σσσ-=-+-⎰⎰⎰⎰⎰⎰()()2211222101x xdx x y dy dx y x dy --=-+-⎰⎰⎰⎰11424111146(22)2215x dx x x dx --=+-+=⎰⎰. 5.用极坐标计算Dσ⎰⎰,其中D 为{22(,)|4,0,0x y x y x y +≤≥≥.解:32233220cos cos =cos cos =4DDDr r rdrd r drd d r dr d r dr ππσθθθθθθθθ=⋅⋅==⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰6. 设D 为闭区域22{(,)|2}x y x y y +≤,将二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰化为极坐标下的累次积分.2解:I=2sin 0(cos ,sin )d f r r rdr πθθθθ⎰⎰.7. 设D 为闭区域22{(,)|2,}x y x y x y x +≤≤,将二重积分(,)Df x y d σ⎰⎰化为极坐标下的累次积分.解:I=2cos 402(cos ,sin )d f r r rdr πθπθθθ-⎰⎰.8. 利用二重积分计算由曲面22z x y =+和平面1z =所围成的立体的体积. 解 设所求体积为V ,则有=V ()221Dxy d σ--⎰⎰,其中 (){}22,1D x y xy =+≤,于是=V ()()22211D Dxy d r rdrd σθ--=-⎰⎰⎰⎰=()212012d r rdr ππθ-=⎰⎰.9.求由三个坐标面和平面1=+y x 及抛物面z y x -=+622所围立体的体积. 解 设所求体积为V ,则有=V ()⎰⎰--Dd y xσ226,其中 (){}x y x y x D -≤≤≤≤=10,10,,于是=V ()⎰⎰--Dd y xσ226=()112206x dx xy dy ---⎰⎰()1323011766136x x x x dx ⎡⎤=--+--=⎢⎥⎣⎦⎰10.求由()π≤≤=x x y 0sin 与0=y 所围的均质薄板的质量中心. 解 设该薄板所在区域为D ,则 该均质薄板的面积为 0sin 2S xdx π==⎰,又有 sin 00x Dxd dx xdy πσπ==⎰⎰⎰⎰, 及sin 04x Dyd dx y dy ππσ==⎰⎰⎰⎰,由均质平面薄片的质量中心公式可得所求质量中心坐标为⎪⎭⎫⎝⎛8,2ππ.二、三重积分11. 求xydV Ω⎰⎰⎰,其中Ω为1x y +=,1z =与三个坐标面所围成的三棱柱体.解xydV Ω⎰⎰⎰111x dx dy xydz -=⎰⎰⎰=1100x dx xydy -⎰⎰()120111224x x dx =-=⎰. 12. 求()⎰⎰⎰Ω+++dV z y x 311,其中Ω为三个坐标面与平面1=++z y x 所围成的四面体.解 ()⎰⎰⎰Ω+++dV z y x 311()111300011x x y dx dy dz x y z ---=+++⎰⎰⎰ =()1121318821x dx x dy x y -⎡⎤-+⎢⎥++⎢⎥⎣⎦⎰⎰()1013115ln 2218828x dx x ⎡⎤⎛⎫=-+=-⎢⎥ ⎪+⎝⎭⎣⎦⎰. 13.计算下列三重积分⎰⎰⎰Ω+dV y x z 22 ,其中Ω由22z x y =+及平面1z =围成. 解 Ω在z xoy =平面上的投影区域为22{(,)1}x y x y +≤ 可用柱面坐标计算:221211122200012401224(1).21r r d r dr zdz r dr z r r dr πθπππΩ⎛⎫== ⎪⎝⎭=-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 14. 计算,⎰⎰⎰ΩzdV 其中Ω是由球面4222=++z y x 与抛物面z y x 322=+所围成(在抛物面内的那一部分)的闭区域.解 球面4222=++z y x 与抛物面z y x 322=+的交线为2222243x y z x y z⎧++=⎪⎨+=⎪⎩ 从中解得两曲面交线为,1=z 223x y +=,Ω在xOy 面上的投影区域为:D ,30≤≤r πθ20≤≤,利用柱面坐标,对投影区域D 内任一点),,(θr 有2243r z r -≤≤, 所以I 23r DzdV rdrd θΩ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰2203r d zdz πθ=⋅⎰⎰⎰π413=. 15.计算()d V z y x⎰⎰⎰Ω++222,其中Ω是球体1222≤++z y x .解()⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ=++θϕρϕρd d d dV z y xsin 42222140004sin 5d d d ππθϕϕρρπ==⎰⎰⎰16. 计算球体22222a z y x ≤++在锥面22y x z +=上方部分Ω的体积.解 在球面坐标系中, :Ω,20a r ≤≤,40πϕ≤≤πθ20≤≤,故所求体积V ⎰⎰⎰Ω=dV 224sin d d d ππθϕρϕρ=⎰⎰⎰340)2sin 3d ππϕϕ=⋅⎰.)12(343a -=π 17.求由曲面)0(2222>=++a az z y x 及222z y x =+(含有z 轴部分)所围成空间的体积.解 在球面坐标下计算⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ==θϕρϕρd d d dV V sin 222cos 24sin a d d d ππϕθϕϕρρ=⎰⎰⎰3334082cos sin 3a d a ππϕϕϕπ==⎰.18. 立体Ω是圆柱面122=+y x 内部, 平面2=z 下方, 抛物面221y x z --=上方部分, 其上任一点的密度与它到z 轴之距离成正比(比例系数为K ), 求Ω的质量m .解 据题意得,密度函数为,),,(22y x K z y x +=ρ所以.),,(22⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ+==dV y x K dV z y x m ρ利用柱面坐标,先对z 积分,Ω在xOy 平面上投影域D 为},1),({22≤+=y x y x D故222212122001()r Dr m Kr rdrd dz K r drd dzK d r dr dzπθθθ-Ω-===⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰1220162(1)15KK r r dr ππ=+=⎰. 三、曲线积分19. 计算⎰Γxdl ,其中 Γ是由x y =和2x y = 围成的区域的整个边界。
解 设Γ=»OA OA+,交点为O )0,0(和A )1,1(, 直线段OA 的方程:x y =,[0,1]x ∈OA xdl =⎰1⎰=1222x =22曲线段»OA的方程:2y x =,[0,1]x ∈ »OA xdl ⎰=1⎰=1032)41(3281x +⋅=)155(121-⎰Γxdl =⎰OAxdl +»OAxdl ⎰=22+)155(121-. 20.计算(),x y dl Γ+⎰Γ是曲线22x t y t z t ⎧=⎪=⎨⎪=⎩上从点()1,2,1到点()2,4,4的一段曲线.xoyA解:由于曲线段为22x t y t z t ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,[1,2]t ∈,因此22112322211()(23133(54).44x y dl t t t Γ+=+===+=⎰⎰⎰⎰ 21.求(),222dl z y x ⎰Γ++其中Γ是圆周⎩⎨⎧=++=++02222z y x a z y x .解()22222322llxy z dl a dl a a a ππ++==⨯=⎰⎰.22.计算(),dy x y xydx ⎰Γ-+L 是抛物线2x y =上从点()0,0到点()1,1的一段弧.解 Γ的参数方程为2,x xy x=⎧⎨=⎩,起点0,x =终点1,x = 于是()()12220()xydx y x dy x x dx x x d x Γ+-=⋅+-⎰⎰()13202x x x x dx ⎡⎤=+-⋅⎣⎦⎰()132013212x x dx =-=⎰.23. 计算,2dx y ⎰Γ其中Γ为半径为a ,圆心在原点,按顺时针方向绕行的上半圆周.解 Γ的参数方程为cos sin x a y a θθ=⎧⎨=⎩,起点,θπ=终点0,θ= 则()022232sin cos sin cos y dx a d a a d ππθθθθΓ==-⎰⎰⎰ ()32341cos cos 3ad a πθθ=--=⎰. 24.设3223,F x i zy j x yk =+-u r r r r计算,F dl Γ⋅⎰u r r 其中Γ是从点()()0,0,01,2,3B A 到的直线段AB .解 直线段AB 的方程为123z y x == 化为参数方程得10,,2,3≤≤===t t z t y t x ,从而 F dl Γ⋅=⎰u r r ()()()0322322133332232x dx zy dy x ydz t t t t t dt Γ⎡⎤+-=⨯+⨯⨯-⎣⎦⎰⎰48787013-==⎰dt t . 25.设一个质点在(,)M x y 处受到力F u r 的作用,F u r的大小与M 到原点O 的距离成正比(比例系数为k ),F u r 的方向恒指向原点.此质点由点(,0)A a 沿椭圆12222=+by a x 按逆时针方向移动到点(0,)B b ,求力F 所作的功W .解 椭圆的参数方程为t b y t a x sin ,cos ==,t 从0变到2π. r OM xi y j →==+r r r , ||()()||rF k r k xi y j r =⋅⋅-=-+ru r r r r r ,其中0k >是比例常数.于是 =--=⎰ABkydy kxdx W ⎰+-ABydy xdx k2220(cos sin sin cos )ka t tb t t dt π=--+⎰222220()sin cos ()2k k a b t tdt a b π=-=-⎰. 26.利用格林公式计算⎰Γ++-dy y x dx x y )3()( ,其中Γ:9)4()1(22=-+-y x ,取逆时针方向.解 本题中y x Q x y P +=-=3,,则3=∂∂xQ,1=∂∂y P , 由格林公式,原式=(31)18Ddxdy π-=⎰⎰27.利用格林公式计算2,xydx y dy Γ+⎰Ñ ,其中Γ是顶点为(0,0),(1,0),(1,1),(0,1)的正方形,取逆时针方向. 解 本题中2,P xy Q y ==,则0Qx∂=∂,P x y ∂=∂,由格林公式,原式=11001.2Dxdxdy xdx dy -=-=-⎰⎰⎰⎰ 28 计算曲线积分()(2)y x I e x dx xe y dy G=++-ò, 其中Γ为从起点O )0,0(出发经点A (1,0)到达终点B )2,1(的圆弧段.解 令 x e P y +=,y xe Q y2-=,则y e xQ=∂∂,y e y P =∂∂ , 由此得I 与路径无关,不妨取积分路径为AB OA +,则=I ⎰+OA Qdy Pdx +⎰+ABQdy Pdx=1200(1)(2)yx dx e y dy ++-⎰⎰=272-e . 29.利用格林公式,计算下列曲线积分()()dy m y e dx my y ex x-+-⎰Γcos sin ,其中Γ是从)0,(a A 沿 上半圆周)0(222>=+a ax y x 到原点)0,0(O解 添加直线段OA ,方向取x 轴的正向,它与Γ围成的区域记为D ,令m y e Q my y e P x x -=-=cos ,sin ,则m yPx Q =∂∂-∂∂, 在区域D 上满足格林公式,应用格林公式得到()()dy m y e dx my y ex x-+-⎰Γcos sin()()dy m y e dx my y ex OAx-+-=⎰+Γcos sin()()dy m y e dx my y ex OAx-+--⎰cos sin ,其中()()=-+-⎰+Γdy m y e dx my y e xOA xcos sin 82a m d y P x Q D πσ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂⎰⎰,()()0cos sin =-+-⎰dy m y e dx my y ex OAx,从而()()8cos sin 2a m dy m y e dx my y e xxπ=-+-⎰Γ. 30.证明()(2)yye x dx xe y dy ++-0=为全微分方程,并求其通解.解 令y P e x =+,2yQ xe y =-,易得y P Q e y x∂∂==∂∂ 在xOy 面内处处成立,所以该方程为全微分方程. 不妨取)0,0(),(00=y x ,得到方程左边的一个原函数为00(,)(,)(,)()(2)x y y y x y u x y e x dx xe y dy =++-⎰(,)(0,0)()(2)x y y y e x dx xe y dy =++-⎰ (,0)(0,0)x =+⎰(,)(,0)()(2)x y y y x e x dx xe y dy ++-⎰(,0)(0,0)()x y e x dx =++⎰(,)(,0)(2)x y y x xe y dy -⎰()x e x dx =++⎰(2)yy xe y dy -⎰22(1)2y x x x e y =++--222y x xe y =+- 从而所求通解为c y xe x y +-+222. (或用凑微分法求通解,注意到=du ()(2)y y e x dx xe y dy ++-2y y e dx xdx xe dy ydy =++-()2y y e dx xe dy xdx ydy =++-221()()()2y d xe d x d y =+-221()2y d xe x y c =+-+,所以所求通解为c y xe x y +-+222.) 31. 计算,1dS z S⎰⎰ 其中S 是球面2222a z y x =++被平面()a h h z <<=0所截出的顶部.解 S 的方程为 222y x a z --=,S 在xoy 平面上的投影区域为(){}2222,h a y x y x D xy -≤+=,且 dxdy yx a a dxdy y z x z dS 222221--=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=, 则dxdy yx a a dS z xy D S ⎰⎰⎰⎰--=2221, 利用极坐标得222222001xyS D ar r dS drd a d dr z a r a r πθθ==--⎰⎰⎰⎰⎰⎰ ()2212ln 2ln2aa a r a hππ⎡=--=⎢⎣. 32计算(),22dS y xS⎰⎰+其中S 是锥面22y x z +=及平面1=z 所围成的整个区域边界.解 设21S S S +=,其中 ()11:221≤+=y xz S ,,dS dxdy = (){}1,22≤+=y x y x D xy ,()10:222≤≤+=z y x z S ,,2dxdy ds =(){}1,22≤+=y x y x D xy ,则()=+⎰⎰dS y xS 122()21223002xyD x y dxdy d r dr ππθ+==⎰⎰⎰⎰,()=+⎰⎰dS y xS 222(2122302xyD x y d r dr πθ+==⎰⎰⎰, 最后()=+⎰⎰dS y xS22()++⎰⎰dS y xS 122()π221222+=+⎰⎰dS y xS . 33. 求⎰⎰SzdS ,其中S 是抛物面()()221012z x y z =+≤≤的一部分.解 S 在xoy 平面上的投影区域为(){}2,22≤+=y x y x D xy ,它的方程为:()2221y x z +=,()xy D y x ∈,dS ==则⎰⎰SzdS (2212xyD x y =+⎰⎰202d r πθ=⎰⎰()361152+=π34.计算球面2222a z y x =++介于平面0=z 和()a h h z <<=0,之间的部分的面积.解 球面2222a z y x =++介于平面0=z 和()a h h z <<=0,之间的部分在xoy 平面上投影区域为(){}22222,ay x h a y x D xy ≤+≤-=由曲面面积公式得所求面积为 σσd y x a a d y z x z S xyxyD D ⎰⎰⎰⎰--=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=222221202a d ah pqp ==蝌.35 计算⎰⎰Sxyzdxdy ,其中S 是2221x y z ++=在第一卦限的外侧. 解 S 在xoy 平面上的投影区域为(){}22,1,0,0xy D x y xy x y =+≤≥≥:S z =则⎰⎰S xyzdxdyxyD =⎰⎰12cos d r dr πθθθ=⎰⎰115=. 36.2Syzdzdx dxdy +⎰⎰,其中S 是上半球面2224x y z ++=的外侧.解 由题意,S 的单位法向量为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧++++++=222222222,,z y x z z y x y z y x x n ρ, S 在xoy 平面上的投影区域为(){}4,22≤+=y x y x D xy , S 的方程为:()xy D y x y x z ∈--=,,422,2Syzdzdx dxdy +⎰⎰ds z y x z z y x y yz S⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⨯+++⨯=⎰⎰2222222 dxdy y x y y x x yx zy x y xyD 22222222222244142--+--+--+++=⎰⎰()222232022sin 84812.xyxyxyD D D y dxdy y dxdy dxdyd r dr πθθππππ=+=+=+=+=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰37. 利用高斯公式计算曲面积分xdydz z y dxdy y x S)()(-+-⎰⎰, 其中S 为柱面221x y +=及平面0,3z z ==所围成的空间闭区域Ω的整个边界曲面的外侧.解 这里(),0,P y z x Q R x y =-==- ,z y x P -=∂∂, 0=∂∂y Q , 0=∂∂zR由高斯公式得dydz z y dxdy y x S)()(-+-⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩ-=-=dz rdrd z r dV z y θθ)sin ()(2139(sin )2d rdr r z dz ππθθ=-=-⎰⎰⎰. 38.计算曲面积分dS z y x S)cos cos cos (222γβα++⎰⎰, 其中S 为锥面222x y z +=介于平面0z =及(0)z h h =>之间的部分的下侧,cos α、cos β、cos γ是S 上点(,,)x y z 处的法向量的方向余弦.解一222222(cos cos cos )SSxy z dS x dydz y dzdx z dxdy αβγ++=++⎰⎰⎰⎰,根据被积函数的奇偶性和积分区域的对称性,220Sx dydz y dzdx +=⎰⎰,则22222242330()=.2SSDhDx dydz y dzdx z dxdy z dxdy xy dxdyh r drd d r dr ππθθ++==-+-=-=-⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 解二 设1S 为222()z h x y z =+≤的上侧,则S 与1S 一起构成一个闭曲面,记它们围成的空间闭区域为Ω,由高斯公式得⎰⎰⎰⎰⎰Ω+++=++dv z y x dS z y x S S )(2)cos cos cos (1222γβα, 根据被积函数的奇偶性和积分区域的对称性, 0)(=+⎰⎰⎰Ωdv y x ,则⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰ΩΩΩ++=++zdv dv y x dv z y x )()(20h hrzdv d rdr zdz πθΩ==⎰⎰⎰⎰⎰⎰2340112()24h h r r dr h ππ=-=⎰, 而42222222211)cos cos cos (h dxdy h dS z dS z y x h y x S S πγβα===++⎰⎰⎰⎰⎰⎰≤+, 因此4442222121)cos cos cos (h h h dS z y x Sπππγβα-=-=++⎰⎰.。