一、定义
第一类曲面积分 ∬_S f dS,其中 dS=√(1+f_x²+f_y²)dxdy(投影到 xy 平面)。被积函数取 1 时即为曲面面积。
二、符号说明
| z=φ(x,y) | 曲面 |
| dS | 曲面面积元 |
| √(1+φ_x²+φ_y²) | 面积元因子 |
三、本工具的原理
- 逐点求曲面高度与偏导;
- 乘面积元因子得 dS;
- 二维辛普森积分。
四、操作步骤
- 输入被积函数 f(默认 1 求面积);
- 输入曲面表达式与投影矩形;
- 点击「计算」。
五、例题
例:求抛物面 z=x²+y² 在单位正方形 [−1,1]² 上的面积(被积=1)。
解:dS=√(1+4x²+4y²)dxdy,工具数值积分得约 7.45。
六、易错点
本工具按 z=φ(x,y) 投影法;
被积函数可用 z;
f=1 时结果为曲面面积。