【正确答案】[分析与求解] (Ⅰ)由题设S
+的方程,J可简化成

要将曲面积分J化为三重积分,可用高斯公式.由于S
+不是封闭曲面,故要添加辅助面

取法向量n向下,S
+与S
1+所围的区域记为力,它的边界取外侧,于是在Ω上用高斯公式得

其中S
1+上的曲面积分为零,因为S
1+与yz平面及zx平面均垂直,又在S
1+上z=0.
(Ⅱ)求曲面积分J转化为求题(Ⅰ)中的三重积分.怎样计算这个三重积分:

因为Ω是半椭球体,不宜选用球坐标变换与柱坐标变换.我们用先二(先对x,y积分)后一(后对z积分)的积分顺序求

由于z∈[0,c],与z轴垂直的平面截Ω得区域D(z)为

又这个椭圆的两个半轴分别为

面积是

,于是

可以用同样方法计算

但是,由坐标的轮换对称性,有J
1=J
2=J
3.
