유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
7문제 · 1 / 1쪽
1.OpenStax 3권 · 5.5절 · 7번대학 수준우리말 번역
a. B 를 안쪽 반지름이 a, 바깥쪽 반지름이 b, 높이가 c 인 원통 껍질이라 하자. 단, 0<a<b 이고 c>0 이다. B 위에서 정의된 함수 F 가 원통좌표계에서 F(x,y,z)=f(r)+h(z) 로 나타내어진다고 가정하자. 여기서 f 와 h 는 미분가능한 함수이다. f~ 와 h~ 가 각각 f 와 h 의 부정적분일 때, ∫abf~(r)dr=0 이고 h~(0)=0 이면 다음을 보이세요.
∭BF(x,y,z)dV=2πc(bf~(b)−af~(a))+π(b2−a2)h~(c).
b. 앞의 결과를 이용하여 ∭B(z+sinx2+y2)dxdydz=6π2(π−2) 임을 보이세요. 단, B 는 안쪽 반지름이 π, 바깥쪽 반지름이 2π, 높이가 2 인 원통 껍질이다.
영어 원문 보기
a. Let B be a cylindrical shell with inner radius a, outer radius b, and height c, where 0<a<b and c>0. Assume that a function F defined on B can be expressed in cylindrical coordinates as F(x,y,z)=f(r)+h(z), where f and h are differentiable functions. If ∫abf~(r)dr=0 and h~(0)=0, where f~ and h~ are antiderivatives of f and h, respectively, show that
∭BF(x,y,z)dV=2πc(bf~(b)−af~(a))+π(b2−a2)h~(c).
b. Use the previous result to show that ∭B(z+sinx2+y2)dxdydz=6π2(π−2), where B is a cylindrical shell with inner radius π, outer radius 2π, and height 2.
a. B를 안쪽 반지름이 a, 바깥쪽 반지름이 b, 높이가 c인 원기둥 모양의 껍질이라 하세요. 단, 0<a<b 이고 c>0.B에서 정의된 함수 F가 원기둥 좌표계에서 F(x,y,z)=f(r)g(θ)h(z) 로 나타내어진다고 가정하세요. 이때 f,g,그리고h 는 미분가능한 함수입니다. f의 부정적분 f~ 에 대하여 ∫abf~(r)dr=0 이면,
∭BF(x,y,z)dV=[bf~(b)−af~(a)][g~(2π)−g~(0)][h~(c)−h~(0)]
임을 보이세요.
여기서 g~ 와 h~ 는 각각 g 와 h 의 부정적분입니다.
b. 앞의 결과를 이용하여 ∭Bzsinx2+y2dxdydz=−12π2 임을 보이세요. 여기서 B 는 안쪽 반지름이 π, 바깥쪽 반지름이 2π, 높이가 2 인 원기둥 모양의 껍질입니다.
영어 원문 보기
a. Let B be a cylindrical shell with inner radius a, outer radius b, and height c, where 0<a<b and c>0. Assume that a function F defined on B can be expressed in cylindrical coordinates as F(x,y,z)=f(r)g(θ)h(z), where f,g,andh are differentiable functions. If ∫abf~(r)dr=0, where f~ is an antiderivative of f, show that
∭BF(x,y,z)dV=[bf~(b)−af~(a)][g~(2π)−g~(0)][h~(c)−h~(0)],
where g~ and h~ are antiderivatives of g and h, respectively.
b. Use the previous result to show that ∭Bzsinx2+y2dxdydz=−12π2, where B is a cylindrical shell with inner radius π, outer radius 2π, and height 2.
a. 함수 F 가 원점까지의 거리에만 의존할 때, 즉 구면좌표로 F(x,y,z)=f(ρ) 로 나타낼 수 있을 때 (단, ρ=x2+y2+z2.) F 는 구대칭을 갖는다고 한다. 다음을 보이세요.
∭BF(x,y,z)dV=2π∫abρ2f(ρ)dρ,
여기서 B 는 원점을 중심으로 하고 반지름이 각각 a, b 인 위쪽 동심 반구 사이의 영역이며 0<a<b 이고, F 는 B 에서 정의된 구대칭 함수이다.
b. 앞의 결과를 이용하여 ∭B(x2+y2+z2)x2+y2+z2dV=21π 임을 보이세요. 여기서
B={(x,y,z)∣1≤x2+y2+z2≤2,z≥0}.
영어 원문 보기
a. A function F is said to have spherical symmetry if it depends on the distance to the origin only, that is, it can be expressed in spherical coordinates as F(x,y,z)=f(ρ), where ρ=x2+y2+z2. Show that
∭BF(x,y,z)dV=2π∫abρ2f(ρ)dρ,
where B is the region between the upper concentric hemispheres of radii a and b centered at the origin, with 0<a<b and F a spherical function defined on B.
b. Use the previous result to show that ∭B(x2+y2+z2)x2+y2+z2dV=21π, where
B={(x,y,z)∣1≤x2+y2+z2≤2,z≥0}.
a. B 를 원점을 중심으로 하고 반지름이 각각 a, b 인 위쪽 동심 반구 사이의 영역 중 제1팔분공간에 있는 부분이라 하자. 단, 0<a<b.F 는 B 에서 정의된 함수이며 구면좌표 (ρ,θ,φ) 로 나타내면 F(x,y,z)=f(ρ)cosφ 이다. g(a)=g(b)=0 이고 ∫abh(ρ)dρ=0 이면
∭BF(x,y,z)dV=4π2[ah(a)−bh(b)],
임을 보이세요. 여기서 g 는 f 의 부정적분(원시함수)이고 h 는 g 의 부정적분(원시함수)이다.
b. 앞의 결과를 이용하여 ∭Bx2+y2+z2zcosx2+y2+z2dV=23π2 임을 보이세요. 여기서 B 는 원점을 중심으로 하고 반지름이 각각 π, 2π 인 위쪽 동심 반구 사이의 영역 중 제1팔분공간에 있는 부분이다.
영어 원문 보기
a. Let B be the region between the upper concentric hemispheres of radii a and b centered at the origin and situated in the first octant, where 0<a<b. Consider F a function defined on B whose form in spherical coordinates (ρ,θ,φ) is F(x,y,z)=f(ρ)cosφ. Show that if g(a)=g(b)=0 and ∫abh(ρ)dρ=0, then
∭BF(x,y,z)dV=4π2[ah(a)−bh(b)],
where g is an antiderivative of f and h is an antiderivative of g.
b. Use the previous result to show that ∭Bx2+y2+z2zcosx2+y2+z2dV=23π2, where B is the region between the upper concentric hemispheres of radii π and 2π centered at the origin and situated in the first octant.
As (x,y,z)→(0,0,0), the radius ρ→0 and the second and third terms
in the numerator and the second term in the denominator converge to 0.
But that leaves
sin2φsin2φcosθsinθ=cosθsinθ
which takes many different values. In particular, if we send
(x,y,z)→(0,0,0) along either the x– or y–axis,
that is with z=0 and either x=0 or y=0, then
x2+y2+z4xy+yz2+xz2z=0x=0 or y=0=0
converges to 0. But, if we send
(x,y,z)→(0,0,0) along the line y=x, z=0
x2+y2+z4xy+yz2+xz2z=0y=x=2x2x2=21
converges to 1/2. So x2+y2+z4xy+yz2+xz2 does not
approach a single value as (x,y,z)→(0,0,0) and the limit does not exist.