如何用第一类曲线积分计算柱面的面积?

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如何用第一类曲线积分计算柱面的面积?

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答案解析

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  • 设Σ是一张母线平行于z轴,准线为xOy面上曲线L的柱面的一部分,其高度h(x,y)((x,y)∈L)是一个变量(如下图所示).现在我们用第一类曲线积分来计算Σ的面积.
       11.122C86.jpg
       在L上插入点M0,M1,M2,…,Mn,把L划分成n个小段,在每一分点处作z轴的平行线,就把Σ分成n条小柱面.当高度函数h(x,y)在L上连续时,可在小弧段latex.action?latex=XHdpZGVoYXR7TV97aS0xfU1fe2l9fQ%3D%3D上任取一点(ξi,ηi),用h(ξi,ηi)作为相应的小柱面的高度,从而得到该小柱面面积的近似值ΔAi=h(ξi,ηi)Δsi(i=1,2,…,n),其中Δsi表示latex.action?latex=XHdpZGVoYXR7TV97aS0xfU1fe2l9fQ%3D%3D的长度.于是柱面Σ的面积
       latex.action?latex=QeKJiFxzdW1fe2k9MX1ee259aCjOvl97aX0szrdfe2l9Kc6Uc197aX0%3D,
       用λ表示n个小弧段的最大长度,取上式右端当λ→0时的极限,得
       latex.action?latex=QT1cbGltX3vOu%2BKGkjB9XHN1bV97aT0xfV57bn1oKM6%2BX3tpfSzOt197aX0pzpRzX3tpfQ%3D%3D,
       根据第一类曲线积分定义,柱面的面积可以表示为
       latex.action?latex=QT1caW50X3tMfV57fWgoeCx5KWRz.