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高数积分求球表面积如图,图的阴影区域为被遮挡的光线部分在xoy平面的投影.假设遮挡物体为宽度可以忽略不计的理想长方体,球

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/10/03 07:37:55
高数积分求球表面积
如图,图的阴影区域为被遮挡的光线部分在xoy平面的投影.假设遮挡物体为宽度可以忽略不计的理想长方体,球半径R,遮挡物体的长度为M,高度为H,在:xoy投影平面上,以长方体在:xoy平面上的投影的中心为坐标原点,以长方形的长边为Y轴,图中的浅灰色区域为被长方物体遮挡的半球体在xoy平面的投影.求在(x,y)点被理想长方体遮挡的球面的表面积.(x,y)点只在xoy面上

实在看不懂你的图形和文字!请问:光源在哪里?是在xoy平面内?还是垂直于xoy平面?是点
光源?还是平行光源?遮挡物的高度H是哪个?半球体又在哪里?球和光源的位置关系是怎样的?总之,一笔胡涂帐,
再问: 光源在xoy平面内的,并且只在x>0区域,是点光源。遮挡物的高度H以及半球体在图中没有画出来,图中画出来的是球体在xoy平面上的投影。遮挡物的高度就是那个理想长方体的高度。
再答: “求在(x,y)点被理想长方体遮挡的球面的表面积。” “图的阴影区域为被遮挡的光线部分在xoy平面的投影” “遮挡物体为宽度可以忽略不计的理想长方体” “在:xoy投影平面上,以长方体在:xoy平面上的投影的中心为坐标原点” 这些话我怎么像读天书似的不明白?
再问: 说简单点就是假设(x,y)点为光源,在地面上,求放在地面上的高为H,长为M的,宽可以忽略不计的长方体,在球上的投影面积,球是原点在长方体底部中心,半径为R。我给的图不是三维的,你可以自己建立坐标系。
再答: 我总算明白一点你的意思啦!你是要求一块长方形板子在球面上的投影的面积,但这里有几个 问题:❶球的半径与板子的相对大小:如果球太小,整个球都在板子的阴影之下,投影面积就是 球的面积,还要计算吗?❷光源的远近高低都会影响投影面积的大小,这又有什么规定?❸板子的影子不一定都落在球面上,那么落在地面上的算不算“投影面积”?❹能告诉我这么古怪的问题是哪儿来的吗?
再问: 看来你是专家啊,这个题被你找到这么多漏洞,不过这本来就不是题,是现实中的一个问题,我不是很专业所以说的不是很严谨,你不用考虑太多,球的半径为R是大于长方体长和高的。光源是可以在xoy平面内的,并且只在x>0区域,只算在球面上的投影面积,最后求出来是跟(x,y)相关的函数。
再答: 我建议你把问题加以简化,(即使简化了我也不能给你答案): 把坐标原点作为球心,球面方程为x²+y²+z²=R²;把遮挡光线的长方体改为没有厚度的正方 形ABCD,正方形的边长为1,正方形的中心(两条对角线的交点)为M,将正方形的中心与 球面相切于(0,R,0);光源放在y轴上,也就是放在OM的延长线上,即光源坐标为 (0,p,0)(P>R)。连接正方形的两条对角线,把正方形分成四个全等的三角形,基于对称 性,这四个三角形在球面上的投影是全等的,因此计算球面四边形的面积就变成为计算一 个球面三角形的面积,把这个面积乘以4就是球面四边形的面积。 设△AMB在球面上的投影为球面三角形A′MB′,其中M的坐标是(0,R,0);A′是直线PA的 延长线与球面的交点;B′是直线PB的延长线与球面的交点。球面三角形A′MB′的三条边不是 直线,是园弧,其三个内角之和180°