(本题满分12分)
设$\sum$为$4x^{2}+y^{2}+z^{2}=1,x\geq0,y\geq0,z\geq0$的上侧,$\sum$的边界$L$的方向与$\sum$的侧符合右手法则,求$\int_{L}(yz^{2}-\cos z)dz + 2xy^{2}dy+(2xyz + x\sin z)dz$.
解
由斯托克斯公...
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由斯托克斯公式得
\[\begin{aligned}I &= \iint_{\sum}\begin{vmatrix}dydz & dzdx & dxdy \\\frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z} \\yz^{2}-\cos z & 2xz^{2} & 2xyz + x\sin z\end{vmatrix} \\&= \iint_{\sum} -2xzdydz + z^{2}dxdy.\end{aligned}\]
补面$\sum_{1}:x = 0$,取后侧,$\sum_{2}:y = 0$,取左侧,$\sum_{3}:z = 0$,取下侧, 所以$\sum + \sum_{1}+\sum_{2}+\sum_{3}$围成了封闭的曲面,取外侧,所围空间几何体为$\Omega$,由高斯公式可得
\[\begin{aligned}I &= \underset{\sum_{4}}{\iint} -2xzdydz + z^{2}dxdy - 0 \\&= \underset{\Omega}{\iiint} (-2z + 0 + 2z) \, dV \\&= 0.\end{aligned}\]
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