求助,曲线积分题详细讲解

\u6c42\u8fd9\u4e2a\u66f2\u7ebf\u79ef\u5206\u9898\u7684\u8be6\u7ec6\u89e3\u7b54

\u8bbeP=xr^k/y\uff0cQ=-x^2r^k/y^2
\u6c42\u504f\u5bfc\u6570
Q'x=(-1/y^2)(2xr^k+x^2 *kr^(k-1) *x/r)=(-xr^(k-2)/y^2)(2r^2+kx^2)
P'y= -xr^k/y^2+(x/y) *kr^(k-1) *(y/r)=(-xr^(k-2)/y^2)(r^2-ky^2)

\u6839\u636e\u683c\u6797\u516c\u5f0f\uff0c\u4e0e\u79ef\u5206\u8def\u5f84\u65e0\u5173\uff0c\u6ee1\u8db3Q'x=P'y]
\u5373(-xr^(k-2)/y^2)(2r^2+kx^2)=(-xr^(k-2)/y^2)(r^2-ky^2)
2r^2+kx^2=r^2-ky^2
\u6240\u4ee5r^2+k(x^2+y^2)=0
\u5373(k+1)(x^2+y^2)=0
\u6240\u4ee5k= -1

\u4e0b\u9762\u6c42\u79ef\u5206\u503c\u3002
\u4ee5\u4e3a\u79ef\u5206\u4e0e\u8def\u5f84\u65e0\u5173\uff0c\u53ef\u4ee5\u9009\u62e9\u6298\u7ebf(1,2)->(2,2)->(2,3)
\u5728(1,2)->(2,2)\u4e0a\uff0cy=2\uff0cdy=0
\u5728(2,2)->(2,3)\u4e0a\uff0cx=2\uff0cdx=0
\u539f\u79ef\u5206=\u222b(1->2) x/[2\u221a(4+x^2)] dx+\u222b(2->3) 4/[y^2\u221a(4+y^2)] dy
=\u221a2-(\u221a5/2)+2\u221a17-(4\u221a37/3)


\u6ce8\uff1a

\u6c42\u222b(1->2) x/[2\u221a(4+x^2)] dx
=\u222b(1->2) x/[2\u221a(4+x^2)] dx=\u222b(1->2) d(x^2)/[4\u221a(4+x^2)]=(1/2)\u221a(4+x^2) |(1->2)=\u221a2-(\u221a5/2)

\u6c42\u222b(2->3) 4/[y^2\u221a(4+y^2)] dy\u7684\u662f\u65f6\u5019\uff0c\u7528\u6362\u5143\u6cd5\uff0c\u4ee4y=1/t


曲线积分是计算曲线长度(1维),
(1)
曲线积分I=∫(L)(x^2-y^2)dx, L是y=x^2, y^2=x^4, x从0至 2
I=∫(0,2)(x^2-x^4)dx (x的2端点的值=0,2; y已经被改写为x^2,所以不需要担心y的2端点的值)
=[x^3/3 -x^5/5] (x=0,2)

=(8/3-0)-(32/5-0) (∵x^3=2^3=8, x^5=2^5=32)
=(40-96)/15=-56/15
(2)

L首先分为2部分,(0,0)至(1,0);(1,0)至(1,1)
首部分积分
∫(0,0) xdy-∫(0,1)(x^2-y^2)ydx

=0-∫(0,1)(x^2-0^2)*0dx (首项积分原始点=最终点,∴首项积分=0; 在第二项积分中y=0)
=0
第二部分积分
∫(0,1) xdy-∫(1,1)(x^2-y^2)ydx

=∫(0,1) dy -0 (在首项积分中x=1, 在第二项积分中,原始点=最终点,∴第二项积分=0)
=1-0=1
对L的总积分=首部分积分+第二部分积分=1

积分就是求和
第一题是沿着曲线
对一个标量求和
(积分L)(x^2-y^2)dx
=(积分L)(x^2-x^4)dx
=(积分0到2)(x^2-x^4)dx
=-(1/5)x^5+(1/3)x^3 (x=2带入 减去 x=0带入)
=8/3-32/5
=-56/15

第2题是沿着曲线
对一个向量求和。
因为你的题不是闭合曲线,所以用不到高斯散度定理。
你这道题分2段做,然后结果加起来。

积分L: Pdx+Qdy就是对一个平面上的一个变力(P,Q)沿着曲线L,加起来,就是做功。
(0,0)->(1,0) (yy-xx)ydx+xdy 这一段y一直是0,(yy-xx)y=0,在y方向上也没有位移,力不做功,功是0。
(1,0)->(1,1) (yy-1)ydx+1dy 这一段x一直是1,x方向力没有位移,x方向没有功,y方向力是1,位移是1,所以功是1。
总共就是1。



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