No.94均匀球体对球外质点的引力可按球体的全部质量集中在球心,然后利用两个质点的万有引力公式来计算二者之间的引力。试利用微积分知识证明这样做的正确性。并考虑若一质点位于球的内部,如何计算这个球体对此质点的引力?

上周问题解答

No.93 都知道圆锥曲线有很好的光学性质,但在生活中其光学性质实际上是通过圆锥曲线的旋转曲面来表达的。如何用曲面知识证明相关的光学性质呢?

证:1.设有椭圆方程b">则该椭圆绕着长轴旋转一周所得的旋转曲面的方程为设旋转曲面的内表面涂上了反光层,现有一光线经过点照射到曲面上的点处。下面证明该光线经反射后恰好通过点。旋转曲面在点处的切平面方程为

切平面的法向量,又入射光线的方向向量,要证明反射光线的方向向量为。只须证明事实上至此证毕。

2.设有双曲线方程则该双曲线绕着实轴旋转一周所得的旋转曲面的方程为设旋转曲面位于x轴负半轴的那一叶曲面的左侧表面涂上了反光层,现有一光线经过点照射到曲面上的点处。下面证明该光线的反射光线其反向延长线恰好通过点。旋转曲面在点处的切平面方程为

切平面的法向量,又入射光线的方向向量,要证明反射光线的方向向量为。只须证明

事实上至此证毕。

3.设有抛物线方程0">则该抛物线绕着对称轴旋转一周所得的旋转曲面的方程为设旋转曲面的内表面涂上了反光层,现有一光线经过点照射到曲面上的点处。下面证明该光线经反射后恰好平行于x轴。旋转曲面在点处的切平面方程为

切平面的法向量,又入射光线的方向向量,要证明反射光线的方向向量为。只须证明事实上又容易看出

至此证毕。

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