作业14
对坐标的曲线积分
1.计算下列第二型曲线积分:
(1),其中为按逆时针方向绕椭圆一周;
解:为
原式
(2),其中是从点到点的一段直线;
解:是
原式
(3),其中是圆柱螺线从到的一段弧;
解:是
原式
(4)
计算曲线积分,其中为由点A
(-1,1)沿抛物线到点O
(0,0),再沿x轴到点B
(2,0)的弧段.
解:由于积分曲线是分段表达的,需要分段积分;
原式
2.设力的大小等于作用点的横坐标的平方,而方向依轴的负方向,求质量为的质点沿抛物线从点移动到点时,力所作的功.
解:
3.把对坐标的曲线积分化成对弧长的曲线积分,其中
为:
(1)
在平面内沿直线从点到点;
(2)
沿抛物线从点到点.
解:(1)
(2)
作业15
格林公式及其应用
1.填空题
(1)
设是三顶点(0,0),(3,0),(3,2)的三角形正向边界,12
.
(2)
设曲线是以为顶点的正方形边界,不能直接用格林公式的理由是_所围区域内部有不可道的点_.
(3)相应于曲线积分的第一型的曲线积分是.
其中为从点(1,1,1)到点(1,2,3)的直线段.
2.计算,其中L是沿半圆周从点到点的弧.
解:L加上构成区域边界的负向
3.计算,其中为椭圆
正向一周.
解:原式
4.计算曲线积分
其中为连续函数,是沿圆周按逆时针方向由点到点的一段弧.
解:令
则,原式
5.计算,其中为
(1)圆周(按反时针方向);
解:,而且原点不在该圆域内部,从而由格林公式,原式
(2)闭曲线(按反时针方向).
解:,但所围区域内部的原点且仅有该点不满足格林公式条件,从而可作一很小的圆周(也按反时针方向),在圆环域上用格林公式得,原式
6.证明下列曲线积分在平面内与路径无关,并计算积分值:
(1);
解:由于在全平面连续,从而该曲线积分在平面内与路径无关,沿折线积分即可,原式
(2);
解:由于在全平面连续,从而该曲线积分在平面内与路径无关,沿直线积分也可,原式
(3).
解:由于在全平面连续,从而该曲线积分在平面内与路径无关,沿折线积分即可,原式
7.设在上具有连续导数,计算,其中L为从点到点的直线段.
解:由于在右半平面连续,从而该曲线积分右半平面内与路径无关,沿曲线积分即可,原式
8.验证下列在整个平面内是某一函数的全微分,并求出它的一个原函数:
(1);
解:由于在全平面连续,从而该曲线积分在平面内是某一函数的全微分,设这个函数为,则
从而,(2);
解:由于在全平面连续,从而该曲线积分在平面内是某一函数的全微分,设这个函数为,则原式
可取
(3)
解:可取折线作曲线积分
9.设有一变力在坐标轴上的投影为,这变力确定了一个力场,证明质点在此场内移动时,场力所作的功与路径无关.
证:,质点在此场内任意曲线移动时,场力所作的功为
由于在全平面连续,从而质点在此场内移动时,场力所作的功与路径无关.