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计算曲面积分I=∬S(3x+y+z12)dydz+(2y+cosz+x12)dzdx+(3z+ex+y12)dxdy,其中s是曲面|x-y+z|+|y-z+x|+|z-x+y|=1的外表面.

题目详情
计算曲面积分I=
S
(3x+y+z12)dydz+(2y+cosz+x12)dzdx+(3z+e x+y12)dxdy,其中s是曲面|x-y+z|+|y-z+x|+|z-x+y|=1的外表面.
▼优质解答
答案和解析
由题意,Px+Qy+Rz=3+2+3=8,设曲面S所围成的立体为V,则
由高斯公式,得
I=8
∫∫∫
V
dxdydz
作变换u=x-y+z,v=y-z+x,w=z-x+y,则
∂(u,v,w)
∂(x,y,z)
=
.
∂u
∂x
∂u
∂y
∂u
∂z
∂v
∂x
∂v
∂y
∂v
∂z
∂w
∂x
∂w
∂y
∂w
∂z
.
=
.
1-11
11-1
-111
.
=4
∴雅可比行列式J=
∂(x,y,z)
∂(u,v,w)
=
1
4

又积分立体区域V在此变换下,变为|u|+||v|+|w|=1所围成的立体V′,
这是一个以坐标原点为心的正八面体,其体积是第一卦限部分的八倍
∴I=8
∫∫∫
V′
1
4
dudvdw=8•
1
4
1
3
1
2
•1•8=
8
3