Příklad 3

Určete tok polohového vektoru přes horní stranu úseku hyperbolického paraboloidu definovaného nad čtvercem [Maple OLE 2.0 Object]  ležícím v souřadnicové rovině xy .

>    restart:with(plots):with(VectorCalculus):with(student):

Warning, the name changecoords has been redefined

Warning, the assigned names <,> and <|> now have a global binding

Warning, these protected names have been redefined and unprotected: *, +, ., Vector, diff, int, limit, series

>    Doubleint(x,y,z,S)+Doubleint(y,x,z,S)
+Doubleint(z,x,y,S);

Int(Int(x,y = S .. ``),z = `` .. ``)+Int(Int(y,x = S .. ``),z = `` .. ``)+Int(Int(z,x = S .. ``),y = `` .. ``)

Úsek je silně regulární vzhledem k rovině xy , proto můžeme použít postup z předchozího příkladu. Užijeme tedy následujícího vyjádření [Maple OLE 2.0 Object] .

Rovnice hyperbolického paraboloidu

>    par:=z=x*y+a^2;

par := z = x*y+a^2

Nakreslíme obrázek pro a=1 .

>    p:=fieldplot3d([x,y,z],x=-1..3,y=-1..3,z=-1..3,
grid=[5,5,5],color=red):

>    p1:=implicitplot3d(subs(a=1,par),x=0..2,y=0..2,
z=0..3,axes=normal,orientation=[-60,70]):

#  Parametr axes  určuje zobrazení souřadnicové soustavy.

>    display({p,p1});

[Maple Plot]

Určíme normálu

>    n:=[-diff(rhs(par),x),-diff(rhs(par),y),1];

n := [-y, -x, 1]

Podle z -ové složky určíme

>    epsilon[z]=1;

epsilon[z] = 1

Zápis integrandů

>    P:=x;Q:=y;R:=x*y+a^2;

P := x

Q := y

R := x*y+a^2

Spočteme příslušný skalární součin

>    linalg[dotprod](n,[P,Q,R],'orthogonal');

-x*y+a^2

Plocha je omezena čtvercem v rovině xy . Tedy počítáme integrál

>    Doubleint(%,x=0..a,y=0..a);

Int(Int(-x*y+a^2,x = 0 .. a),y = 0 .. a)

>    value(%);

3/4*a^4

Výpočet pomocí knihovny VectorCalculus

>    Flux(VectorField(<x,y,z>,'cartesian[x,y,z]'),
Surface(<s,t,s*t+a^2>,s=0..a,t=0..a));

3/4*a^4

>   

TOPlist