문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 벡터 미적분

스토크스 정리

곡면 경계의 선적분을 곡면 위 회전의 면적분으로 바꾼다

유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

6문제 · 1 / 1쪽

1.OpenStax 3권 · 6.7절 · 10번대학 수준우리말 번역

스토크스 정리를 이용하여 ∫C[2xy2zdx+2x2yzdy+(x2y2−2z)dz]\int_{C}[2x{y}^{2}zdx+2{x}^{2}yzdy+({x}^{2}{y}^{2}-2z)dz] 의 값을 구하세요. 여기서 C는 x=cos⁡ t,y=sin⁡ t,z=sin⁡ t,0≤t≤2πx=\cos \,t,y=\sin \,t,z=\sin \,t,0\le t\le 2\pi 로 주어진 곡선이며, t가 증가하는 방향으로 돈다.

3차원 공간의 벡터장이다. 화살표는 x, y 평면에서 멀수록 더 크다. 화살표들은 x, y 평면의 아래쪽에서 위로 휘어 올라 평면보다 약간 위쪽까지 이어지고, 나머지는 대체로 아래쪽이나 수평 방향으로 휜다. 공간의 가운데를 지나는 타원형 곡선이 그려져 있다.

영어 원문 보기

Use Stokes’ theorem to evaluate ∫C[2xy2zdx+2x2yzdy+(x2y2−2z)dz],\int_{C}[2x{y}^{2}zdx+2{x}^{2}yzdy+({x}^{2}{y}^{2}-2z)dz], where C is the curve given by x=cos⁡ t,y=sin⁡ t,z=sin⁡ t,0≤t≤2π,x=\cos \,t,y=\sin \,t,z=\sin \,t,0\le t\le 2\pi , traversed in the direction of increasing t.

A vector field in three dimensional space. The arrows are larger the further they are from the x, y plane. The arrows curve up from below the x, y plane and slightly above it. The rest tend to curve down and horizontally. An oval-shaped curve is drawn through the middle of the space.

정답·풀이 보기

∫CF⋅dr=0{\int }_{C}\text{F}\cdot dr=0

원본 교재 풀이(영어)

∫CF⋅dr=0{\int }_{C}\text{F}\cdot dr=0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.7절 · 40번
# 스토크스 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 3권 · 6.7절 · 20번대학 수준우리말 번역

스토크스 정리를 사용하여 ∫C(12y2dx+zdy+xdz)\int_{C}\left(\frac{1}{2}{y}^{2}dx+zdy+xdz\right) 의 값을 구하세요. 여기서 C 는 평면 x+z=1x+z=1 과 타원면 x2+2y2+z2=1{x}^{2}+2{y}^{2}+{z}^{2}=1 의 교선이며, 원점에서 보았을 때 시계 방향으로 방향이 주어져 있다.

3차원 공간에서 서로 만나는 평면과 타원면을 나타낸 그림이다. 두 도형이 만나는 교선을 주황색 곡선으로 표시하였다.

영어 원문 보기

Use Stokes’ theorem to evaluate ∫C(12y2dx+zdy+xdz),\int_{C}\left(\frac{1}{2}{y}^{2}dx+zdy+xdz\right), where C is the curve of intersection of plane x+z=1x+z=1 and ellipsoid x2+2y2+z2=1,{x}^{2}+2{y}^{2}+{z}^{2}=1, oriented clockwise from the origin.

A diagram of an intersecting plane and ellipsoid in three dimensional space. There is an orange curve drawn to show the intersection.

정답·풀이 보기

∫C(12y2dx+zdy+xdz)=−π4\int_{C}\left(\frac{1}{2}{y}^{2}dx+zdy+xdz\right)=-\frac{\pi }{4}

원본 교재 풀이(영어)

∫C(12y2dx+zdy+xdz)=−π4\int_{C}\left(\frac{1}{2}{y}^{2}dx+zdy+xdz\right)=-\frac{\pi }{4}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.7절 · 36번
# 스토크스 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.OpenStax 3권 · 6.7절 · 27번대학 수준우리말 번역

F(x,y,z)=xyi+(ez2+y)j+(x+y)k\text{F}(x,y,z)=xy\text{i}+({e}^{{z}^{2}}+y)\text{j}+(x+y)\text{k} 라 하고, S 를 y≤0y\le 0 에서 함수 y=x29+z29−1y=\frac{{x}^{2}}{9}+\frac{{z}^{2}}{9}-1 의 그래프라 하자. 이때 S 의 법선 벡터가 양의 j 성분을 갖도록 S 의 방향이 정해져 있다. 스토크스 정리를 이용하여 적분 ∬Scurl F⋅dS{\iint }_{S}\text{curl}\,\text{F}\cdot d\text{S} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Let F(x,y,z)=xyi+(ez2+y)j+(x+y)k\text{F}(x,y,z)=xy\text{i}+({e}^{{z}^{2}}+y)\text{j}+(x+y)\text{k} and let S be the graph of function y=x29+z29−1y=\frac{{x}^{2}}{9}+\frac{{z}^{2}}{9}-1 with y≤0y\le 0 oriented so that the normal vector of S has a positive j component. Use Stokes’ theorem to compute integral ∬Scurl F⋅dS.{\iint }_{S}\text{curl}\,\text{F}\cdot d\text{S}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.7절 · 10번
# 스토크스 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
4.OpenStax 3권 · 6.7절 · 29번대학 수준우리말 번역

스토크스 정리의 면적분을 이용하여 장 F 의 순환을 구하세요. 여기서 F(x,y,z)=x2y3i+j+zk\text{F}(x,y,z)={x}^{2}{y}^{3}\text{i}+\text{j}+z\text{k} 이고, C 는 원기둥 x2+y2=4{x}^{2}+{y}^{2}=4 와 반구 x2+y2+z2=16,z≥0{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}=16,z\ge 0 의 교선이며 위에서 볼 때 반시계 방향으로 향하도록 정해져 있다.

벡터장과 원기둥 및 반구의 교선을 나타낸 3차원 그림이다. 화살표는 수평이며, y 성분이 음수인 곳에서는 x 성분이 음수이고 y 성분이 양수인 곳에서는 x 성분이 양수이다. 반구와 원기둥이 만나는 교선은 파란색으로 그려져 있다.

영어 원문 보기

Use the surface integral in Stokes’ theorem to calculate the circulation of field F, F(x,y,z)=x2y3i+j+zk\text{F}(x,y,z)={x}^{2}{y}^{3}\text{i}+\text{j}+z\text{k} around C, which is the intersection of cylinder x2+y2=4{x}^{2}+{y}^{2}=4 and hemisphere x2+y2+z2=16,z≥0,{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}=16,z\ge 0, oriented counterclockwise when viewed from above.

A diagram in three dimensions of a vector field and the intersection of a sylinder and hemisphere. The arrows are horizontal and have negative x components for negative y components and have positive x components for positive y components. The curve of intersection between the hemisphere and cylinder is drawn in blue.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.7절 · 8번
# 스토크스 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
5.OpenStax 3권 · 6.7절 · 30번대학 수준우리말 번역

스토크스 정리를 이용하여 ∬Scurl F⋅dS{\iint }_{S}\text{curl}\,\text{F}\cdot d\text{S} 의 값을 구하세요. 여기서 F(x,y,z)=i+xy2j+xy2k\text{F}(x,y,z)=\text{i}+x{y}^{2}\text{j}+x{y}^{2}\text{k} 이고 S 는 원기둥 x2+y2=1{x}^{2}+{y}^{2}=1 의 내부에 있는 평면 y+z=2y+z=2 의 일부이며 위쪽으로 향하도록 정해져 있다.

평면과 원기둥이 만나는 교선을 보여 주는 3차원 공간의 벡터장 그림이다. 평면과 원기둥이 만나는 곡선은 파란색으로 그려져 있다.

영어 원문 보기

Use Stokes’ theorem to compute ∬Scurl F⋅dS,{\iint }_{S}\text{curl}\,\text{F}\cdot d\text{S}, where F(x,y,z)=i+xy2j+xy2k\text{F}(x,y,z)=\text{i}+x{y}^{2}\text{j}+x{y}^{2}\text{k} and S is a part of plane y+z=2y+z=2 inside cylinder x2+y2=1{x}^{2}+{y}^{2}=1 and oriented upward.

A diagram of a vector field in three dimensional space showing the intersection of a plane and a cylinder. The curve where the plane and cylinder intersect is drawn in blue.

정답·풀이 보기

∬Scurl F⋅dS=0{\iint }_{S}\text{curl}\,\text{F}\cdot d\text{S}=0

원본 교재 풀이(영어)

∬Scurl F⋅dS=0{\iint }_{S}\text{curl}\,\text{F}\cdot d\text{S}=0

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-4 · 4.4절 · 23번
# 스토크스 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
6.OpenStax 3권 · 6.7절 · 42번대학 수준우리말 번역

포물면 z=x2+y2,z={x}^{2}+{y}^{2}, 0≤z≤40\le z\le 4 를 평면 y=0y=0 으로 자르세요. S 는 y≥0y\ge 0 에서 남는 곡면이며, xz-평면 위의 평면 부분을 포함합니다. C 는 평면 z=4z=4 에서 S 의 뚜껑 부분의 경계를 이루는 반원과 선분이며, 방향은 반시계 방향입니다. F=⟨2z+y,2x+z,2y+x⟩\text{F}=\langle 2z+y,2x+z,2y+x\rangle 라 할 때, ∬ScurlF⋅dS{\iint }_{S}\text{curl} \text{F}\cdot dS 의 값을 구하세요.

3차원 공간에서 벡터장을 나타낸 그림으로, 꼭짓점이 원점에 있는 포물면, 평면 y=0, 평면 z=4가 서로 만나고 있다. 남는 곡면은 z=4 아래이고 y=0 위에 있는 포물면의 절반이다.

영어 원문 보기

Take paraboloid z=x2+y2,z={x}^{2}+{y}^{2}, for 0≤z≤4,0\le z\le 4, and slice it with plane y=0.y=0. Let S be the surface that remains for y≥0,y\ge 0, including the planar surface in the xz-plane. Let C be the semicircle and line segment that bounded the cap of S in plane z=4z=4 with counterclockwise orientation. Let F=⟨2z+y,2x+z,2y+x⟩.\text{F}=\langle 2z+y,2x+z,2y+x\rangle . Evaluate ∬ScurlF⋅dS{\iint }_{S}\text{curl} \text{F}\cdot dS

A diagram of a vector field in three dimensional space where a paraboloid with vertex at the origin, plane at y=0, and plane at z=4 intersect. The remaining surface is the half of a paraboloid under z=4 and above y=0.

정답·풀이 보기

∬ScurlF⋅dS=2π{\iint }_{S}\text{curl} \text{F}\cdot dS=2\pi

원본 교재 풀이(영어)

∬ScurlF⋅dS=2π{\iint }_{S}\text{curl} \text{F}\cdot dS=2\pi

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 6.7절 · 10번
# 스토크스 정리그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)