曲面积分在高等数学中是一个很重要的知识重点,那么我们该怎么计算这种积分呢,往往会是一个很复杂的过程,其实采用MATLAB软件是可以计算的。
工具/原料
matlab软件
win7系统
一型曲面积分的基本原理
1、阐述问题:
2、一型曲线积分的一般求解方法: 其基本原理仍然是消元法。
3、求解问题的实例: 由于要用到很多的公式编辑,这里就用截图的方式了。
4、求解分析: 有问题可知,该积分分为两个连续的曲面组成,要对两个曲面分别求解积分的,然后相加,得到最后的积分效果。
采用MATLAB求解
1、打开软件: 如图所示打开MATLAB软件,并且采用 clear clc 这两个命令进行清空工作空间和主页面;
2、定义符号变量: 这里要用的x y z三个变量,采用以下指令进行计算可以得到: syms x y z;
3、定义曲面约束程: 第一个曲面约束方程是z=1,x*x+鲻戟缒男y*y<=1 第二个方程是z=sqrt(x*x+y*y)<=1; 采用以下代码实现: z1=1 z2=sqrt(x*x+y*y)
4、计算面积微元: 分别计算每一个平面的微元: d_z1=sqrt(1+diff(z1,x)^2+d足毂忍珩iff(z1,y)^2) d_z2=sqrt(1+diff(z2,x)^2+diff(z2,y)^2)
5、计算二重积分1: 经过微元化以后就可以分别计算两个区域的二重积分,对于二重积分的计算可以参考经验:如何采用电脑MATLAB软件求解多重积分。对于第一个面因为是平面圆根据其计算方法可知,计算代码如下:syms r qfrq=r^2*rs1=int(1,q,0,2*pi)*int(frq,r,0,1) ;
6、计算二重积分2: 根据积分的性质同样可以采用以下代码求解第二部分的积分值: 根据这一段代码得到二重积分的函数: f=x^2+y^2; f2租涫疼迟=simplify(f*d_z2) 根据这一段代码求解二重积分: syms r qf2=r^2*r*2^(1/2)s2=simplify(int(1,q,0,2*pi)*int(f2,r,0,1))
7、计算总面积: 采用以下代码计算积分的总值如下: s=s1+s2。
8、总结: 累死了,终于把这个是实验结束了,希望会对你有用了。