kaoyan1basic 高等数学 第10题

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📝 题目

### 【强化篇】第10题(解答题) 10.设 $P(x, y, z)$ 为球面 $\Sigma: x^{2}+y^{2}+z^{2}-2 z=0$ 上的动点,球面 $\Sigma$ 在点 $P(x, y, z)$ 处的法线与平面 $x+z=0$ 平行. (1)求点 $P$ 的轨迹 $\Gamma$ 的方程; (2)计算曲线积分 $\oint_{\Gamma} y^{2} \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} y+x^{2} \mathrm{~d} z$ ,从 $z$ 轴正向看下去,$\Gamma$ 取逆时针方向。

💡 答案解析

**答案**:(1)$\left\{\begin{array}{l}x^2+y^2+z^2-2z=0\\ x+z=0\end{array}\right.$;(2)$4\pi$ **解析**: (1)球面法向量平行于平面法向量$(1,0,1)$,即$(x,y,z-1)\parallel(1,0,1)$,得$x=z-1$,$y=0$,代入球面得轨迹$\Gamma$为圆$\left\{\begin{array}{l}x^2+y^2+z^2-2z=0\\ x+z=0\end{array}\right.$。 (2)利用Stokes公式,$I=\iint_S ( -2z, -2x, -2y )\cdot \vec{n} dS$,$S$为$\Gamma$所围圆盘,法向量为$(1,0,1)/\sqrt{2}$,计算得$4\pi$。 **难度**:★★★★☆

📋 详细解题步骤

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