主页

曲面积分计算器

第一类曲面积分在线计算器,输入曲面参数与函数,在投影区域上计算对面积的曲面积分,附投影说明,适合曲面积分章节学习。

展开更多 ▾
∬_S f dS = ∬ f·√(1+f_x²+f_y²) dxdy
被积函数也写为 z 的函数,例如 sqrt(1+4*x^2+4*y^2) 的被积=1
例如 x^2+y^2

📖 使用教程|曲面积分

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
  1. 输入被积函数 f(默认 1 求面积);
  2. 输入曲面表达式与投影矩形;
  3. 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。

❓ 常见问题|曲面积分

第一类和第二类曲面积分区别?
第一类对面积 dS,与方向无关;第二类对坐标,涉及法向量通量。
dS 公式怎么来的?
由切向量叉乘的模得到 √(1+φ_x²+φ_y²)。
能求曲面面积吗?
令被积函数 f=1 即可。
曲面隐式给出怎么办?
先显式化为 z=φ(x,y)。
为什么结果和精确解略不同?
数值网格分辨率有限。