问题 问答题

设半径为R的球面∑的球心在定球面x2+y2+z2=a2(a>0)上,问当R为何值时,球面∑在定球面内部的那部分的面积最大.

答案

参考答案:由对称性,不妨设球面∑的球心是(0,0,a),于是∑的方程是:
x2+y2+(z-a)2=_R2. ①
先求∑与球面x2+y2+z2=a2的交线Γ:
[*]
代入上式得Γ的方程:x2+y2R2-[*]
它在xOy平面上的投影曲线为
[*]
相应地在xOy平面上围成区域Dxy
(2) 球而∑在定球面内部的那部分面积:
[*]
将∑的方程①两边分别对x,y求导,得
[*]
代入②式
[*]
(3) 求S(R)在[0,2a]上的最大值点.
[*]
由S(0)=S(2a)=0[*]R=[*]a时S(R)取最大值.
因此,当R=[*]a时.球面∑在定球面内部的那部分面积最大.

解析:[考点提示] 利用二重积分求面积.

多项选择题
判断题