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九州大学 システム情報科学府 情報理工学専攻・電気電子工学専攻 2022年8月実施 ベクトル解析

Author

Yu, itsuitsuki

Description

直交座標系において, 軸方向の単位ベクトルをそれぞれ とする。ベクトル場 とする。次の各問に答えよ。

(1) で定義される円とする。次に示す および に沿った線積分 および を求めよ。

(a) 上を点 から点 まで反時計回り向かう曲線

(b) 上を点 から点 まで時計回り向かう曲線 

(2) を半球面 と平面 で囲まれた領域の境界とする。面積分 を求めよ。外向き法線ベクトルを用いよ。

Kai

(1)

(a)

(b)

(2)

は、半球面 と、円盤 に分け、境界 で定義される円とする。

Stokes定理を用い、外向きなので反時計回りに境界をパラメータ化表示:

微分すると、

つまり

ゆえに

に関する面積分を求めるために、 の回転を求める。