一、概念的引入一、概念的引入 若若曲曲面面 是是光光滑滑的的,它它的的面面密密度度为为连连续续函函数数),(zyx,求求它它的的质质量量.实例实例 所谓曲面光滑所谓曲面光滑即曲面上各点处都即曲面上各点处都有切平面有切平面,且当点在且当点在曲面上连续移动时曲面上连续移动时,切平面也连续转动切平面也连续转动.二、对面积的曲面积分的定义二、对面积的曲面积分的定义 设曲面设曲面 是光滑的是光滑的,函数函数),(zyxf在在 上有界上有界,把把 分成分成n小块小块iS（iS 同时也表示同时也表示第第i小块曲面的面积）小块曲面的面积）,设点设点),(iii 为为iS 上上任意取定的点任意取定的点,作乘积作乘积 ),(iiif iS ,并并作作和和 niiiif1),(iS,如如果果当当各各小小块块曲曲面面的的直直径径的的最最大大值值0 时时,这这和和式式的的极极限限存存在在,则则称称此此极极限限为为函函数数),(zyxf在在曲曲面面 上上对对面面积积的的曲曲面面积积分分或或第第一一类类曲曲面面积积分分.即即 dSzyxf),(iiiniiSf ),(lim10 记记为为 dSzyxf),(.dSzyxf),(21),(),(dSzyxfdSzyxf.则则及及可分为分片光滑的曲面可分为分片光滑的曲面若若,21 叫叫被被积积函函数数，其其中中),(zyxf.叫叫积积分分曲曲面面 三、计算法三、计算法;1),(,22dxdyzzyxzyxfxyDyx dSzyxf),(),(:.1yxzz 若曲面若曲面则则按照曲面的不同情况分为以下三种：按照曲面的不同情况分为以下三种：;1),(,22dxdzyyzzxyxfxzDzx dSzyxf),(),(:.2zxyy 若曲面若曲面则则.1,),(22dydzxxzyzyxfyzDzy dSzyxf),(),(.3zyxx ：若曲面若曲面则则 计计算算 dszyx)(,其其中中 为为平平面面5 zy被被柱柱面面2522 yx所所截截得得的的部部分分.例例1 1积分曲面积分曲面：yz 5,解解投投影影域域：25|),(22 yxyxDxy dszyx)(故故 xyDdxdyyyx)5(2 xyDdxdyx)5(2rdrrd 5020)cos5(2.2125 dxdyzzdSyx221 dxdy2)1(01 ,2dxdy 例例 2 2 计计算算dSxyz|,其其中中 为为抛抛物物面面 22yxz （10 z）.解解依对称性知：依对称性知：被被积积函函数数|xyz关关于于xoz、yoz 坐标面对称坐标面对称轴轴对对称称，关关于于抛抛物物面面zyxz22 有有 14成立成立，(1 为为第第一一卦卦限限部部分分曲曲面面)xyzdxdyzzdSyx221 dxdyyx22)2()2(1 原式原式dSxyz|dSxyz 14dxdyyxyxxyxyD2222)2()2(1)(4 其其中中1|),(22 yxyxDxy,0,0 yx 利利用用极极坐坐标标 trxcos,trysin,rdrrrttrdt 102222041sincos4 drrrtdt21050412sin22 令令241ru duuu251)41(41 .42015125 计计算算 xdS,其其中中 是是圆圆柱柱面面 122 yx,平平面面2 xz及及0 z所所围围成成的的空空间间立立体体的的表表面面.例例3 3解解 321 其其中中1：0 z,2：2 xz,3：122 yx.投投影影域域1D：122 yx显然显然 011 DxdxdyxdS,01112 DdxdyxxdS讨讨论论3 时时,将将投投影影域域选选在在xoz上上.（注意：注意：21xy 分为左、右两片分为左、右两片）3xdS 31xdS 32xdS（左右两片投影相同）（左右两片投影相同）xzDzxdxdzyyx2212xoz xzDdxdzxxx22112 1120212xdzdxxx,xdS 00.计计算算dSzyx)(222 ,其其中中 为为内内接接于于球球面面2222azyx 的的八八面面体体azyx|表表面面.例例4 4被被积积函函数数),(zyxf222zyx ,解解关关于于坐坐标标面面、原原点点均均对对称称,积积分分曲曲面面 也也具具有有对对称称性性,故故原原积积分分 18,(其其中中1 表表示示第第一一卦卦限限部部分分曲曲面面)1：azyx ,即即yxaz dxdyzzdSyx221 dxdy3 dSzyx)(222 1)(8222dSzyxdxdyyxayxxyD 3)(8222.324a 四、小结四、小结2、对面积的曲面积分的解法是将其化为投影、对面积的曲面积分的解法是将其化为投影域上的二重积分计算域上的二重积分计算.1、对面积的曲面积分的概念对面积的曲面积分的概念;dSzyxf),(iiiniiSf ),(lim10 （按照曲面的不同情况分为三种）（按照曲面的不同情况分为三种）思考题思考题 在对面积的曲面积分化为二重积分在对面积的曲面积分化为二重积分的公式中的公式中,有因子有因子 ,试说明试说明这个因子的几何意义这个因子的几何意义.221yxzz 思考题解答思考题解答是曲面元的面积是曲面元的面积,dS2211),cos(yxzzzn 221yxzz 故故 是曲面法线与是曲面法线与 轴夹角的余弦轴夹角的余弦的倒数的倒数.z一、一、填空题填空题:1 1、已知曲面已知曲面 的面的面a积为积为,则则 ds10_；2 2、dszyxf),(=yzDzyzyxf),),(_dydz；3 3、设设 为球面为球面2222azyx 在在xoy平面的上方部平面的上方部分分,则则 dszyx)(222_；4 4、zds3_,其中其中 为抛物面为抛物面)(222yxz 在在xoy面上方的部分；面上方的部分；5 5、dsyx)(22_,其中其中 为锥面为锥面22yxz 及平面及平面1 z所围成的区域的整个边界曲面所围成的区域的整个边界曲面.练练 习习 题题二、计算下列对面积的曲面积分二、计算下列对面积的曲面积分:1 1、dszxxxy)22(2,其中其中 为平面为平面 622 zyx在第一卦限中的部分；在第一卦限中的部分；2 2、dszxyzxy)(,其中其中 为锥面为锥面22yxz 被被 柱面柱面axyx222 所截得的有限部分所截得的有限部分.三、求抛物面壳三、求抛物面壳)10)(2122 zyxz的质量的质量,此壳此壳的面密度的大小为的面密度的大小为z .四、求抛物面壳四、求抛物面壳)10()(2122 zyxz的质量，此的质量，此 壳的面密度的大小为壳的面密度的大小为.z 练习题答案练习题答案一、一、1 1、a10；2 2、22)()(1zxyx ；3 3、42 a；4 4、10111；5 5、221.二、二、1 1、427；2 2、421564a.三、三、6.四、四、)136(152 .。