第二型曲面积分的计算
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第1题计算题
1.计算下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}$ 在第一卦限曲面的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 在第一卦限曲面的上侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为椭球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1$ 在 $\displaystyle x \geqslant 0, y \geqslant 0$ 部分的外侧,$\displaystyle a>0, b>0, c>0$ .
(4) $\displaystyle \iint_{S} \frac{1}{x} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\frac{1}{y} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+\frac{1}{z} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为椭球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1$ 的外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\mathrm{e}^{z}}{\sqrt{x^{2}+y^{2}}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由锥面 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ 和 $\displaystyle z=1, z=2$ 所围立体整个表面的外侧.
(6) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\mathrm{e}^{\sqrt{y}}}{\sqrt{x^{2}+z^{2}}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由曲面 $\displaystyle y=x^{2}+z^{2}$ 和 $\displaystyle y=1, y=2$ 所围立体整个表面的外侧.
(7) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{x^{2}+2 y^{2}+z^{2}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 的内侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}$ 在第一卦限曲面的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 在第一卦限曲面的上侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为椭球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1$ 在 $\displaystyle x \geqslant 0, y \geqslant 0$ 部分的外侧,$\displaystyle a>0, b>0, c>0$ .
(4) $\displaystyle \iint_{S} \frac{1}{x} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\frac{1}{y} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+\frac{1}{z} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为椭球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1$ 的外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\mathrm{e}^{z}}{\sqrt{x^{2}+y^{2}}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由锥面 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ 和 $\displaystyle z=1, z=2$ 所围立体整个表面的外侧.
(6) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\mathrm{e}^{\sqrt{y}}}{\sqrt{x^{2}+z^{2}}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由曲面 $\displaystyle y=x^{2}+z^{2}$ 和 $\displaystyle y=1, y=2$ 所围立体整个表面的外侧.
(7) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{x^{2}+2 y^{2}+z^{2}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 的内侧.
第2题计算题
2.计算下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}$ 在第一卦限曲面的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S}(y-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(z-x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(x-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=2 R x$ 被圆柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=2 r x,(z>0,0<r<R)$ 所截得的部分,定向取外侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}+z^{2}=a^{2}$ 在 $\displaystyle x \geqslant 0$ 的一半被 $\displaystyle y=0$ 和 $\displaystyle y=h(h>0)$所截下部分的外侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}$ 在第一卦限曲面的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S}(y-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(z-x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(x-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=2 R x$ 被圆柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=2 r x,(z>0,0<r<R)$ 所截得的部分,定向取外侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}+z^{2}=a^{2}$ 在 $\displaystyle x \geqslant 0$ 的一半被 $\displaystyle y=0$ 和 $\displaystyle y=h(h>0)$所截下部分的外侧.
第3题求解题
3.设 $\displaystyle S$ 为上半球面 $\displaystyle z=\sqrt{a^{2}-x^{2}-y^{2}}$ 上侧,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。华侨大学 2014,首都师大 2008 ,湘潭大学 $\displaystyle 2006 ; \mathrm{a}=3$ 浙江理工 $\displaystyle 2010 ; \mathrm{a}=1$ :山东科技 2013,山西师大 $\displaystyle 2010 / 2009$ ,上海理工 2007,北京理工 2008,武汉理工 2009)或 $\displaystyle \iint_{S} y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(x+y^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y+z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+\left(z+x^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .(a=1)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。.
(4) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$ .$\displaystyle (a=1)$
(5) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+\left(z^{2}+1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .(湖南师大2004( $\displaystyle a=1$ ))
(6) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .(燕山大学 2010/2013,青岛大学 2002,浙江师大 2009,东华大学 2001(a=1))
(7) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}-a^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。(湖北大学 2006 ,浙江师大 2009,重庆大学 2008( $\displaystyle a=1$ ),沈阳 工大2010,宁波大学2007)
(8) $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{3}+a z^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+a x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+a y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(9) $\displaystyle \iint_{S} x z^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2} y-z^{3}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(2 x y+y^{2} z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(10) $\displaystyle \iint_{S}\left(x y^{2}-z^{3}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y z^{2}-z^{3}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z x^{2}+a^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(11) $\displaystyle \iint_{S} x\left(x^{2}+1\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+y\left(y^{2}+2\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+z\left(z^{2}+3\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle (a=1)$
(12) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(x^{2}+y^{2}+z^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(13) $\displaystyle \iint_{S}\left(x y^{2}+\frac{1}{3} x^{3}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+a^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。华侨大学 2014,首都师大 2008 ,湘潭大学 $\displaystyle 2006 ; \mathrm{a}=3$ 浙江理工 $\displaystyle 2010 ; \mathrm{a}=1$ :山东科技 2013,山西师大 $\displaystyle 2010 / 2009$ ,上海理工 2007,北京理工 2008,武汉理工 2009)或 $\displaystyle \iint_{S} y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(x+y^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y+z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+\left(z+x^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .(a=1)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。.
(4) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$ .$\displaystyle (a=1)$
(5) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+\left(z^{2}+1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .(湖南师大2004( $\displaystyle a=1$ ))
(6) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .(燕山大学 2010/2013,青岛大学 2002,浙江师大 2009,东华大学 2001(a=1))
(7) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}-a^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。(湖北大学 2006 ,浙江师大 2009,重庆大学 2008( $\displaystyle a=1$ ),沈阳 工大2010,宁波大学2007)
(8) $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{3}+a z^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+a x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+a y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(9) $\displaystyle \iint_{S} x z^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2} y-z^{3}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(2 x y+y^{2} z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(10) $\displaystyle \iint_{S}\left(x y^{2}-z^{3}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y z^{2}-z^{3}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z x^{2}+a^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(11) $\displaystyle \iint_{S} x\left(x^{2}+1\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+y\left(y^{2}+2\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+z\left(z^{2}+3\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle (a=1)$
(12) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(x^{2}+y^{2}+z^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(13) $\displaystyle \iint_{S}\left(x y^{2}+\frac{1}{3} x^{3}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+a^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
第4题求解题
4.设 $\displaystyle S$ 为上半球面 $\displaystyle z=\sqrt{R^{2}-x^{2}-y^{2}}$ 的下侧,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(x-y^{2}-z^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y-z^{2}-x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z-x^{2}-y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .(吉林大学2001( $\displaystyle R=1$ ))
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。(浙江大学 2014,南京大学 2004( $\displaystyle R=1$ ))
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(x-y^{2}-z^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y-z^{2}-x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z-x^{2}-y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .(吉林大学2001( $\displaystyle R=1$ ))
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。(浙江大学 2014,南京大学 2004( $\displaystyle R=1$ ))
第5题求解题
5.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=-\sqrt{a^{2}-x^{2}-y^{2}}(a>0)$ 的上侧。.
(2) $\displaystyle \iint_{S}(x-\sin y z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-\sin z x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z-x^{2}+y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 下半部分的下侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=-\sqrt{a^{2}-x^{2}-y^{2}}(a>0)$ 的上侧。.
(2) $\displaystyle \iint_{S}(x-\sin y z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-\sin z x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z-x^{2}+y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 下半部分的下侧.
第9题求解题
9.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S}(x+b+c)^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(y+c+a)^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(z+a+b)^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为半球面 $\displaystyle (x-a)^{2}+(y-b)^{2}+ (z-c)^{2}=R^{2}, z \geqslant c$ 的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x z \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(x+y+z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为半球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+(z-a)^{2}=a^{2}(0 \leqslant z \leqslant a)$ 的下侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为半球面 $\displaystyle z=1+\sqrt{1-x^{2}-y^{2}}$ 的上侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S}(x+b+c)^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(y+c+a)^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(z+a+b)^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为半球面 $\displaystyle (x-a)^{2}+(y-b)^{2}+ (z-c)^{2}=R^{2}, z \geqslant c$ 的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x z \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(x+y+z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为半球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+(z-a)^{2}=a^{2}(0 \leqslant z \leqslant a)$ 的下侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为半球面 $\displaystyle z=1+\sqrt{1-x^{2}-y^{2}}$ 的上侧.
第11题求解题
11.设 $\displaystyle S$ 为椭球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1$ 的上半部分,其定向为下侧,求第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S}(x+2 y) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y+z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+(z+2) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S}(x+2 y) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y+z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+(z+2) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
第15题求解题
15.求下列曲面积分 $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{2}-y z\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{2}-z x\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+2 z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=1-\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ 介于 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=1$ 之间曲面的上侧.
第16题求解题
16.设 $\displaystyle S$ 为锥 面 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ 介于 $\displaystyle z=1$ 和 $\displaystyle z=2$ 之 间 外 侧 表 面,求 曲 面 积 分 $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
第17题求解题
17.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S}(y-z) x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(x-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 及平面 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=3$ 所围空间的整个边界曲面的外侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为圆柱 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 介于 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=3$ 之间的部分外侧.华侨大学2011,兰州大学2011,河北大学2008,青岛大学2011,北航)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 介于 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=1$ 之间的部分外侧。
(4) $\displaystyle \iint_{S} x y^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为圆柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 在 $\displaystyle -1 \leqslant z \leqslant 1$ 的部分,取外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{2}+y z\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{2}+z x\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{2}+x y\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle (x-1)^{2}+(y-1)^{2} \leqslant 1,0 \leqslant z \leqslant 2$ 的表面外侧.
(6) $\displaystyle \iint_{S} z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=R^{2}, z=h(h, R>0)$ 及三个坐标面所围的第一卦限部分的外侧.
(7) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y x \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为圆柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 在 $\displaystyle -1 \leqslant z \leqslant 1, x \geqslant 0$ 的部分,侧的
方向与 $\displaystyle x$ 轴正向成锐角.
(8)$\displaystyle \oiint_{\Sigma}\left(\frac{x^{2} y}{2} \cos \alpha+\frac{y^{2} z}{2} \cos \beta+\frac{z^{2} x}{2} \cos \gamma\right) \mathrm{d} S$ ,其中 $\displaystyle \Sigma$ 是 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1, z=0, z=1, x \geqslant 0, y \geqslant 0$ 所围成区域的边界曲面, $\displaystyle \cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma$ 是此边界曲面的外法线矢量的方向余弦。
(9) $\displaystyle \iint_{S_{1}+S_{2}} x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(z+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S_{1}$ 为 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=4, x \geqslant 0$ 介于平面 $\displaystyle z=0$ 与 $\displaystyle z=1$ 的部分,法线与 $\displaystyle x$ 轴的正向成锐角.$\displaystyle S_{2}$ 为 $\displaystyle x O y$ 平面上 $\displaystyle x^{2}+y^{2} \leqslant 4, x \geqslant 0$ 的部分,方向向下。
(1) $\displaystyle \iint_{S}(y-z) x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(x-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 及平面 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=3$ 所围空间的整个边界曲面的外侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为圆柱 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 介于 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=3$ 之间的部分外侧.华侨大学2011,兰州大学2011,河北大学2008,青岛大学2011,北航)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 介于 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=1$ 之间的部分外侧。
(4) $\displaystyle \iint_{S} x y^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为圆柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 在 $\displaystyle -1 \leqslant z \leqslant 1$ 的部分,取外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{2}+y z\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{2}+z x\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{2}+x y\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle (x-1)^{2}+(y-1)^{2} \leqslant 1,0 \leqslant z \leqslant 2$ 的表面外侧.
(6) $\displaystyle \iint_{S} z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=R^{2}, z=h(h, R>0)$ 及三个坐标面所围的第一卦限部分的外侧.
(7) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y x \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为圆柱面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ 在 $\displaystyle -1 \leqslant z \leqslant 1, x \geqslant 0$ 的部分,侧的
方向与 $\displaystyle x$ 轴正向成锐角.
(8)$\displaystyle \oiint_{\Sigma}\left(\frac{x^{2} y}{2} \cos \alpha+\frac{y^{2} z}{2} \cos \beta+\frac{z^{2} x}{2} \cos \gamma\right) \mathrm{d} S$ ,其中 $\displaystyle \Sigma$ 是 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1, z=0, z=1, x \geqslant 0, y \geqslant 0$ 所围成区域的边界曲面, $\displaystyle \cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma$ 是此边界曲面的外法线矢量的方向余弦。
(9) $\displaystyle \iint_{S_{1}+S_{2}} x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(z+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S_{1}$ 为 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=4, x \geqslant 0$ 介于平面 $\displaystyle z=0$ 与 $\displaystyle z=1$ 的部分,法线与 $\displaystyle x$ 轴的正向成锐角.$\displaystyle S_{2}$ 为 $\displaystyle x O y$ 平面上 $\displaystyle x^{2}+y^{2} \leqslant 4, x \geqslant 0$ 的部分,方向向下。
第18题求解题
18.设 $\displaystyle S$ 是抛物面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=a^{2} z$ 介于平面 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=b$ 之间部分的下侧,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2}-z\right) y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x-x^{2} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle b=1$
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(x+z^{4}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(z+x^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle a^{2}=2, b=2$
(3) $\displaystyle \iint_{S} 2 x z^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y\left(z^{2}+1\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(9-z^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle a^{2}=1, b=2$
(4) $\displaystyle \iint_{S}\left(z^{2}+x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z-z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。$\displaystyle a^{2}=2, b=2$
(5) $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{3}+3\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+z\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(3 z+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle a^{2}=1, b=h^{2}$
(1) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2}-z\right) y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x-x^{2} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle b=1$
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(x+z^{4}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(z+x^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle a^{2}=2, b=2$
(3) $\displaystyle \iint_{S} 2 x z^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y\left(z^{2}+1\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(9-z^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle a^{2}=1, b=2$
(4) $\displaystyle \iint_{S}\left(z^{2}+x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z-z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。$\displaystyle a^{2}=2, b=2$
(5) $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{3}+3\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+z\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(3 z+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .$\displaystyle a^{2}=1, b=h^{2}$
第19题求解题
19.设 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=z$ 介于 $\displaystyle z=0$ 和 $\displaystyle z=1$ 之间的曲面的外侧,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S}\left(z^{2}+x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2}+y\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(y^{2}+z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} 2 x y \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x-x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(4) $\displaystyle \iint_{S} y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(y+z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(1) $\displaystyle \iint_{S}\left(z^{2}+x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2}+y\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(y^{2}+z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} 2 x y \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x-x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(3) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(4) $\displaystyle \iint_{S} y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+(y+z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
第20题求解题
20.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S}(2 x+z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2},(0 \leqslant z \leqslant 1)$ 取上侧。华东师大 2004 ,四川大学 2010,太原科技 2008,东南大学 2007,西安电子科技 2003/2006)
(2) $\displaystyle \iint_{S} 4 z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(1-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}(0 \leqslant z \leqslant 2)$ 上侧。中山大学 2014)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y, S$ 为曲面 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}$ 在第一卦限部分 $\displaystyle (0 \leqslant z \leqslant 1)$ 的上侧。徐州师大 2010,安徽大学 2007)
(1) $\displaystyle \iint_{S}(2 x+z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2},(0 \leqslant z \leqslant 1)$ 取上侧。华东师大 2004 ,四川大学 2010,太原科技 2008,东南大学 2007,西安电子科技 2003/2006)
(2) $\displaystyle \iint_{S} 4 z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(1-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}(0 \leqslant z \leqslant 2)$ 上侧。中山大学 2014)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y, S$ 为曲面 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}$ 在第一卦限部分 $\displaystyle (0 \leqslant z \leqslant 1)$ 的上侧。徐州师大 2010,安徽大学 2007)
第21题求解题
21.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2} y-1\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(2 x-x^{2} z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是曲面 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}+1$ 被平面 $\displaystyle z=2$ 所截得的一块曲面的下侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}-1$ 在 $\displaystyle z \leqslant 0$ 部分的下侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S}(2 x-y) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(2 y-2 z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+(2 z-3 x) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}, 0 \leqslant x^{2}+y^{2} \leqslant 4$ ,方向取外侧。
(4) $\displaystyle \iint_{\Sigma} y z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2}+z^{2}\right) y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+x y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle \Sigma$ 为曲面 $\displaystyle 4-y=x^{2}+z^{2}$ 在 $\displaystyle x O z$ 平面的的右侧部分的外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} x y^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 由曲面 $\displaystyle y=z^{2}+x^{2}$ 与平面图形 $\displaystyle y=1, y=2$ 围成的有界闭区域的边界外侧.
(6) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle y=x^{2}+z^{2}\left(0 \leqslant y \leqslant h^{2}\right)$ 左侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2} y-1\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(2 x-x^{2} z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是曲面 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}+1$ 被平面 $\displaystyle z=2$ 所截得的一块曲面的下侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}-1$ 在 $\displaystyle z \leqslant 0$ 部分的下侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S}(2 x-y) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(2 y-2 z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+(2 z-3 x) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}, 0 \leqslant x^{2}+y^{2} \leqslant 4$ ,方向取外侧。
(4) $\displaystyle \iint_{\Sigma} y z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(x^{2}+z^{2}\right) y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+x y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle \Sigma$ 为曲面 $\displaystyle 4-y=x^{2}+z^{2}$ 在 $\displaystyle x O z$ 平面的的右侧部分的外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} x y^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 由曲面 $\displaystyle y=z^{2}+x^{2}$ 与平面图形 $\displaystyle y=1, y=2$ 围成的有界闭区域的边界外侧.
(6) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle y=x^{2}+z^{2}\left(0 \leqslant y \leqslant h^{2}\right)$ 左侧.
第22题求解题
22.求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+3 x y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=1-\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{4}$ 在 $\displaystyle 0 \leqslant z \leqslant 1$ 部分的上侧。
第23题求解题
23.设 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=5-x^{2}-y^{2}$ 在 $\displaystyle z \geqslant 1$ 的部分取外侧,求第二型曲面积分
(1) $\displaystyle \iint_{S} y(x-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+x^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(y^{2}+z x\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S}(x-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-x) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+(z-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(1) $\displaystyle \iint_{S} y(x-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+x^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(y^{2}+z x\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S}(x-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-x) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z+(z-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
第24题求解题
24.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} y+(z+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 部分的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} 2 x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+2 y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+3\left(z^{2}-1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=1-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S}\left(y^{2}-x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(z^{2}-y\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(x^{2}-z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}$ 上 $\displaystyle 1 \leqslant z \leqslant 2$ 部分的上侧.
(4) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y x \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}$ 与平面 $\displaystyle z=0$ 所围成的闭曲面的外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ ,三个坐标面及 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 所围立体在第一卦限部分的外侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} y+(z+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 部分的上侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} 2 x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+2 y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+3\left(z^{2}-1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=1-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S}\left(y^{2}-x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(z^{2}-y\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(x^{2}-z\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}$ 上 $\displaystyle 1 \leqslant z \leqslant 2$ 部分的上侧.
(4) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y x \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}$ 与平面 $\displaystyle z=0$ 所围成的闭曲面的外侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x$ ,其中 $\displaystyle S$ 为由 $\displaystyle x^{2}+y^{2}=1$ ,三个坐标面及 $\displaystyle z=2-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 所围立体在第一卦限部分的外侧.
第25题求解题
25.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \sqrt{x^{2}+y^{2}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}$ 和 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=4 a^{2}$ ,锥
面 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ 所围成的立体表面的外侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(\frac{y}{z^{2}}+y^{3}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(\frac{1}{z}+z^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 由 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ ,球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 及 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=4$ 围成立体的表面外侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} y^{2} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x^{2} y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}, x^{2}+y^{2}=1$ 和坐标面在第一挂限所围成曲面的外侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \sqrt{x^{2}+y^{2}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}$ 和 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=4 a^{2}$ ,锥
面 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ 所围成的立体表面的外侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\left(\frac{y}{z^{2}}+y^{3}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(\frac{1}{z}+z^{3}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 由 $\displaystyle z=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ ,球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=1$ 及 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=4$ 围成立体的表面外侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} y^{2} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y+x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+x^{2} y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=x^{2}+y^{2}, x^{2}+y^{2}=1$ 和坐标面在第一挂限所围成曲面的外侧.
第26题求解题
26.设 $\displaystyle S$ 是曲线 $\displaystyle \left\{\begin{array}{l}z=\mathrm{e}^{y} \\ x=0\end{array}(0<y<a)\right.$ 绕 $\displaystyle z$ 轴旋转而成的曲面的下侧,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} 4 z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 y z \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S} 4 z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(1-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(3) $\displaystyle \iint_{S}\left(y^{2}-3 z x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{2}-1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(4) $\displaystyle \iint_{S} 4 z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(1-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(1) $\displaystyle \iint_{S} 4 z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 y z \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S} 4 z x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(1-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(3) $\displaystyle \iint_{S}\left(y^{2}-3 z x\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{2}-1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
(4) $\displaystyle \iint_{S} 4 z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-2 z y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(1-z^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ .
第27题计算题
27.设 $\displaystyle S$ 是由曲线 $\displaystyle \left\{\begin{array}{l}z=\sqrt{x-1} \\ y=0\end{array} \quad(1 \leqslant x \leqslant 3)\right.$ 绕 $\displaystyle x$ 轴旋转面成的旋转曲面,$\displaystyle S$ 的法向量 $\displaystyle \boldsymbol{n}$ 与 $\displaystyle x$ 轴的夹角 $\displaystyle \theta>\frac{\pi}{2}$ .求下列积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S}\left(1-x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} y+y(4 x+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z-2 x z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(1-x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} y+y(8 x+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z-2 x z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。.
(1) $\displaystyle \iint_{S}\left(1-x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} y+y(4 x+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z-2 x z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(1-x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} y+y(8 x+1) \mathrm{d} x \mathrm{~d} z-2 x z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。.
第28题求解题
28.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x(8 y+1) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+2\left(1-y^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x-4 y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是由曲线 $\displaystyle \left\{\begin{array}{l}z=\sqrt{y-1} \\ x=0\end{array}(1 \leqslant y \leqslant 3)\right.$ 绕 $\displaystyle y$ 轴旋转而成的曲面,它的法向量与 $\displaystyle y$ 轴正向的夹角恒大于 $\displaystyle \frac{\pi}{2}$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} 2\left(1-x^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+8 x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x-4 x z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。其中 $\displaystyle S$ 是曲线 $\displaystyle x=\mathrm{e}^{y}(0 \leqslant y \leqslant a)$ 绕 $\displaystyle x$ 轴旋转而成的曲面的外侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是 $\displaystyle y O z$ 平面中的曲线 $\displaystyle y=z^{2}$ 线绕 $\displaystyle y$ 轴所生成的旋转曲面在 $\displaystyle 0 \leqslant y \leqslant 1$ 的部分的外侧.
(4) $\displaystyle \iint_{S} x z^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\sin x \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是由曲线 $\displaystyle \left\{\begin{array}{l}y=\sqrt{z^{2}+1} \\ x=0\end{array}(1 \leqslant z \leqslant 2)\right.$ 绕 $\displaystyle z$ 轴旋转而成的曲面,它的法向量与 $\displaystyle z$ 轴正向的夹角为锐角.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x(8 y+1) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+2\left(1-y^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x-4 y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是由曲线 $\displaystyle \left\{\begin{array}{l}z=\sqrt{y-1} \\ x=0\end{array}(1 \leqslant y \leqslant 3)\right.$ 绕 $\displaystyle y$ 轴旋转而成的曲面,它的法向量与 $\displaystyle y$ 轴正向的夹角恒大于 $\displaystyle \frac{\pi}{2}$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} 2\left(1-x^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+8 x y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x-4 x z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。其中 $\displaystyle S$ 是曲线 $\displaystyle x=\mathrm{e}^{y}(0 \leqslant y \leqslant a)$ 绕 $\displaystyle x$ 轴旋转而成的曲面的外侧.
(3) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是 $\displaystyle y O z$ 平面中的曲线 $\displaystyle y=z^{2}$ 线绕 $\displaystyle y$ 轴所生成的旋转曲面在 $\displaystyle 0 \leqslant y \leqslant 1$ 的部分的外侧.
(4) $\displaystyle \iint_{S} x z^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\sin x \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 是由曲线 $\displaystyle \left\{\begin{array}{l}y=\sqrt{z^{2}+1} \\ x=0\end{array}(1 \leqslant z \leqslant 2)\right.$ 绕 $\displaystyle z$ 轴旋转而成的曲面,它的法向量与 $\displaystyle z$ 轴正向的夹角为锐角.
第29题求解题
29.设 $\displaystyle S$ 为平行六面体 $\displaystyle 0 \leqslant x \leqslant a, 0 \leqslant y \leqslant a, 0 \leqslant z \leqslant a$ 的边界的外表面,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S} y(x-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+x^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(y^{2}+z x\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。聊城大学 2014,浙江大学 2011,华侨大学 2012,首都师大 2003,中南大学 2010,上海理 I 2008)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(4) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y x \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(5) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(1) $\displaystyle \iint_{S} x^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(2) $\displaystyle \iint_{S} y(x-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+x^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(y^{2}+z x\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。聊城大学 2014,浙江大学 2011,华侨大学 2012,首都师大 2003,中南大学 2010,上海理 I 2008)
(3) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(4) $\displaystyle \iint_{S} x z \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y x \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(5) $\displaystyle \iint_{S} x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
第30题计算题
30.计算: $\displaystyle \iint_{S} f(x) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+g(y) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+h(z) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle f(x), g(y), h(z)$为连续函数,其中 $\displaystyle S:[0, a] \times[0, b] \times[0, c]$ 的边界,外侧.
第31题求解题
31.设 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x+y+z=1, x, y, z>0$ 方向与坐标轴正向成锐角,求下列第二型曲面积分
(1) $\displaystyle \iint_{S} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(3) $\displaystyle \iint_{S} x y \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z x \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。.
(1) $\displaystyle \iint_{S} z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。
(3) $\displaystyle \iint_{S} x y \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z+z x \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ 。.
第32题求解题
32.求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S}\left(x^{3}-y z\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z-2 x^{2} y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y$ ,其中 $\displaystyle S$ 为平面 $\displaystyle x+y+z=1$ 与三坐标面围成的四面体表面的外侧.
第33题求解题
33.设 $\displaystyle S$ 是曲面 $\displaystyle |x-y+z|+|y-z+x|+|z-x+y|=1$ 的外侧,求下列第三型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S}(x-y+z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-z+x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(z-x+y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。电子科技 2011,苏州科技 2011,南航 2010)
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(3 x+y+z^{12}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(2 y+\cos z+x^{12}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(3 z+\mathrm{e}^{x+y^{12}}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(3) $\displaystyle \iint_{S}(x+y-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(2 y+\sin (x+z)) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(3 z+\mathrm{e}^{x+y}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(1) $\displaystyle \iint_{S}(x-y+z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-z+x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(z-x+y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。电子科技 2011,苏州科技 2011,南航 2010)
(2) $\displaystyle \iint_{S}\left(3 x+y+z^{12}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(2 y+\cos z+x^{12}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(3 z+\mathrm{e}^{x+y^{12}}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
(3) $\displaystyle \iint_{S}(x+y-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(2 y+\sin (x+z)) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(3 z+\mathrm{e}^{x+y}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y$ 。
第34题求解题
34.设 $\displaystyle S$ 是曲面 $\displaystyle |x-y-z|+|y-z-x|+|z-x-y|=1$ 的外侧,求下列第二型曲面积分.
$$
\iint_{S}(x-y-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-z-x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(z-x-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y .
$$
$$
\iint_{S}(x-y-z) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+(y-z-x) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(z-x-y) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y .
$$
第38题求解题
38.求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 分别为:
(1)$\displaystyle S$ 为不含原点在其内的光滑闭曲面的外侧;(2)$\displaystyle S$ 为含原点在其内的光滑闭曲线的外侧。
\begin{figure}
\includegraphics[alt={},max width=\textwidth]{https://cdn.mathpix.com/cropped/468aa2e6-2fe6-41d5-b96d-487ad792954d-363.jpg?height=1486&width=4553&top_left_y=787&top_left_x=614}
\captionsetup{labelformat=empty}
\caption{图 9.175}
\end{figure}
(1)$\displaystyle S$ 为不含原点在其内的光滑闭曲面的外侧;(2)$\displaystyle S$ 为含原点在其内的光滑闭曲线的外侧。
\begin{figure}
\includegraphics[alt={},max width=\textwidth]{https://cdn.mathpix.com/cropped/468aa2e6-2fe6-41d5-b96d-487ad792954d-363.jpg?height=1486&width=4553&top_left_y=787&top_left_x=614}
\captionsetup{labelformat=empty}
\caption{图 9.175}
\end{figure}
第39题求解题
39.求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 分别为:
(1)$\displaystyle S$ 为上半球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}(z \geqslant 0)$ 的外侧
(2)$\displaystyle S$ 为上半球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1(z \geqslant 0)$ 的外侧.
(3)$\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle 1-z=x^{2}+y^{2}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(4)$\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=5-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(5)$\displaystyle S$ 为 $\displaystyle 1-\frac{z}{5}=\frac{(x-1)^{2}}{16}+\frac{(y-1)^{2}}{9}(z \geqslant 0)$ 的上侧。
(6)$\displaystyle S$ 为 $\displaystyle 1-\frac{z}{5}=\frac{(x-3)^{2}}{16}+\frac{(y-2)^{2}}{9}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(7)$\displaystyle S$ 为抛物面 $\displaystyle 1-\frac{z}{7}=\frac{(x-2)^{2}}{25}+\frac{(y-1)^{2}}{16}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(1)$\displaystyle S$ 为上半球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=a^{2}(z \geqslant 0)$ 的外侧
(2)$\displaystyle S$ 为上半球面 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}}=1(z \geqslant 0)$ 的外侧.
(3)$\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle 1-z=x^{2}+y^{2}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(4)$\displaystyle S$ 为曲面 $\displaystyle z=5-x^{2}-y^{2}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(5)$\displaystyle S$ 为 $\displaystyle 1-\frac{z}{5}=\frac{(x-1)^{2}}{16}+\frac{(y-1)^{2}}{9}(z \geqslant 0)$ 的上侧。
(6)$\displaystyle S$ 为 $\displaystyle 1-\frac{z}{5}=\frac{(x-3)^{2}}{16}+\frac{(y-2)^{2}}{9}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
(7)$\displaystyle S$ 为抛物面 $\displaystyle 1-\frac{z}{7}=\frac{(x-2)^{2}}{25}+\frac{(y-1)^{2}}{16}(z \geqslant 0)$ 的上侧.
第40题求解题
40.设 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=-\sqrt{a^{2}-x^{2}-y^{2}}(a>0)$ 的上侧,求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \frac{a x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(z+a)^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\left(x^{3}+z^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ .
(3) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ .$\displaystyle (a=1)$
(4) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ .
(1) $\displaystyle \iint_{S} \frac{a x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(z+a)^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ .
(2) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\left(x^{3}+z^{2}\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+x^{2}\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+y^{2}\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ .
(3) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+z^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ .$\displaystyle (a=1)$
(4) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ .
第41题求解题
41.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \frac{a x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(x-2 y z) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(z+a)^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=-\sqrt{a^{2}-x^{2}-y^{2}}(a>0)$ 的下侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\left(x^{3}+R\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+2 R\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+3 R\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 表示上半球面 $\displaystyle z=\sqrt{R^{2}-x^{2}-y^{2}}$ 的
(3) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\left(x^{3}+1\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+1\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 是球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=R^{2}, z \geqslant 0$ 的上侧.
(4) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 是球面 $\displaystyle z=\sqrt{1-x^{2}-y^{2}}$ 的上侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}+3}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=R^{2}$ 外侧的 $\displaystyle z \geqslant 0$ 部分.(哈 $\displaystyle I$ 大 2009:$\displaystyle R=1$ )
(6) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x y^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{3}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 是球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=R^{2}, z \geqslant 0$ 的上侧.
(7) $\displaystyle \iint_{S} \frac{1}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{3}}\left(x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y\right)$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=\sqrt{1-x^{2}-y^{2}}$ 的上侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \frac{a x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+(x-2 y z) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+(z+a)^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{\frac{1}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=-\sqrt{a^{2}-x^{2}-y^{2}}(a>0)$ 的下侧.
(2) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\left(x^{3}+R\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+2 R\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+3 R\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 表示上半球面 $\displaystyle z=\sqrt{R^{2}-x^{2}-y^{2}}$ 的
(3) $\displaystyle \iint_{S} \frac{\left(x^{3}+1\right) \mathrm{d} y \mathrm{~d} z+\left(y^{3}+1\right) \mathrm{d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 是球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=R^{2}, z \geqslant 0$ 的上侧.
(4) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x^{3} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y^{3} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z^{3} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 是球面 $\displaystyle z=\sqrt{1-x^{2}-y^{2}}$ 的上侧.
(5) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} z}{\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}+3}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=R^{2}$ 外侧的 $\displaystyle z \geqslant 0$ 部分.(哈 $\displaystyle I$ 大 2009:$\displaystyle R=1$ )
(6) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x y^{2} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y z^{2} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z x^{2} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\sqrt{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{3}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 是球面 $\displaystyle x^{2}+y^{2}+z^{2}=R^{2}, z \geqslant 0$ 的上侧.
(7) $\displaystyle \iint_{S} \frac{1}{\left(x^{2}+y^{2}+z^{2}\right)^{3}}\left(x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z-y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\left(z^{3}+1\right) \mathrm{d} x \mathrm{~d} y\right)$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle z=\sqrt{1-x^{2}-y^{2}}$ 的上侧.
第43题求解题
43.求下列第二型曲面积分.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \cos \alpha+y \cos \beta+z \cos \gamma}{\left(a x^{2}+b y^{2}+c z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} \mathrm{~d} s$ ,其中 $\displaystyle \boldsymbol{n}=(\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma)$ 为 $\displaystyle S$ 的单位外法向量, $\displaystyle a>0, b>0, c>0$ 。(1)$\displaystyle S$ 为不含原点在其内的光滑闭曲面的外侧;(2)$\displaystyle S$ 为含原点在其内的光滑闭曲线的外侧.
(2) $\displaystyle \iint_{x^{2}+y^{2}+z^{2}=1} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(a x^{2}+b y^{2}+c z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle a>0, b>0, c>0$ .
(3)求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(a x^{2}+b y^{2}+c z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}=y^{2}+z^{2}$ 的外侧.
(1) $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \cos \alpha+y \cos \beta+z \cos \gamma}{\left(a x^{2}+b y^{2}+c z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} \mathrm{~d} s$ ,其中 $\displaystyle \boldsymbol{n}=(\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma)$ 为 $\displaystyle S$ 的单位外法向量, $\displaystyle a>0, b>0, c>0$ 。(1)$\displaystyle S$ 为不含原点在其内的光滑闭曲面的外侧;(2)$\displaystyle S$ 为含原点在其内的光滑闭曲线的外侧.
(2) $\displaystyle \iint_{x^{2}+y^{2}+z^{2}=1} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(a x^{2}+b y^{2}+c z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle a>0, b>0, c>0$ .
(3)求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S} \frac{x \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+y \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+z \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y}{\left(a x^{2}+b y^{2}+c z^{2}\right)^{\frac{3}{2}}}$ ,其中 $\displaystyle S$ 为 $\displaystyle x^{2}=y^{2}+z^{2}$ 的外侧.
第44题求解题
44.求第二型曲面积分 $\displaystyle \iint_{S} \frac{x-1}{r^{3}} \mathrm{~d} y \mathrm{~d} z+\frac{y-2}{r^{3}} \mathrm{~d} z \mathrm{~d} x+\frac{z-3}{r^{3}} \mathrm{~d} x \mathrm{~d} y,\left(r=\sqrt{(x-1)^{2}+(y-2)^{2}+(z-3)^{2}}\right)$ ,其中(1)$\displaystyle S:(x-1)^{2}+(y-2)^{2}+(z-3)^{2}=1$ ,积分沿曲面的外侧.
(2)$\displaystyle S: \frac{(x-1)^{2}}{1}+\frac{(y-2)^{2}}{2}+\frac{(z-3)^{2}}{3}=1$ ,积分沿曲面的外侧.
(3)$\displaystyle S:|x| \leqslant 2,|y| \leqslant 3,|z| \leqslant 4$ 外表面.
(2)$\displaystyle S: \frac{(x-1)^{2}}{1}+\frac{(y-2)^{2}}{2}+\frac{(z-3)^{2}}{3}=1$ ,积分沿曲面的外侧.
(3)$\displaystyle S:|x| \leqslant 2,|y| \leqslant 3,|z| \leqslant 4$ 外表面.
第48题求解题
48.求第二型曲面积分 $\displaystyle \oiint_{S} \frac{\cos (r, n)}{r^{2}} \mathrm{~d} S$ ,其中 $\displaystyle S$ 为含原点的封闭光滑曲面,$\displaystyle (0,0,0)$ 到 $\displaystyle S$ 上任一点 $\displaystyle (x, y, z)$ 的向量记为 $\displaystyle \boldsymbol{r}$ ,其长度为 $\displaystyle r,(\boldsymbol{n}, \boldsymbol{r})$ 为的外法向量 $\displaystyle \boldsymbol{n}$ 与 $\displaystyle \boldsymbol{r}$ 的夹角.
第50题求解题
50.设 $\displaystyle V$ 是不含原点的有界闭区域,其体积为 $\displaystyle V$ ,其边界 $\displaystyle S$ 为光滑的简单闭曲面,$\displaystyle n$ 为 $\displaystyle S$ 的外向单位法向量,$\displaystyle r=(x, y, z), f(t)$ 是 $\displaystyle [0,+\infty)$ 上的连续可微函数,满足 $\displaystyle t f^{\prime}(t)+2 f(t)-t=0$ ,求 $\displaystyle \iint_{S} f\left(\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}\right) \cos (r, n) \mathrm{d} S$ .