2014考研数学备考重点解析——第二类曲线积分的计算
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教育 |
1. 计算方法
1)直接法;
2)格林公式
.
3)补线用格林公式
4)利用线积分与路径无关
.
a)
b)
,其中
,求原函数方法:①偏海文钻石卡视频积分;②凑微分.
2.两类线积分的联系:
.
【例1】计算
.其中
为
从
到
的曲线段.
【解析】
由于
,则本题中的线积分与路径无关.
解法1 改换路径,
点为
点。
原式
.
也可将路径改换为另一折线
、
,其中
点为
点,则
原式
.
解法2利用原函数,由于
则
.
故
.
【例2】设
为椭圆
沿逆时针方向,则
.
【解析】由格林公式得
其中
是由
围成的椭圆域,
为其面积,海文钻石卡视频该椭圆方程可改写为
,则其面积
.
故
.
【例3】计算
,其中
为正常数,
沿曲线
到点
的弧.
【解析】补线段
,则
其中
为
与
围成的半圆域,则
【例4】计算
,其中
的正向;
的正向.
【解析】(1)
,由格林公式得
为曲线
所围圆域)
.
(2)
,此时不能直接用格林公式,因为在
点条件不满足. 因此,作以
为中心的圆
且取顺时针方向,在
和
大学考研围成的环形域上用格林公式得
,
即
.
则
.
注:由本题可看出,对线积分
,除原点
有连续一阶偏导数,且
. 此时有以下结论:
1)沿任何一条不包含原点在内的分段光滑闭曲线的积分为零.
2)沿任何一条包含原点在内的分段光滑闭曲线的积分均相等.
事实上,线积分
都属于
这个类型.
【例5】计算
,其中
弧为连结
与点
的线段
的下方的任意分段光滑简单曲线,且该曲线与大学考研线段
所围图形面积为2,
【解析】
解法1
,则
直线
的方程为:
,则
故
解法2
,
其中
【例6】计算
,其中
是曲线
轴正向往z轴负向看去为顺时针方向。
【解析】
解法1 直接法 曲线
的参数方程为:
,则
解法2 斯托克斯公式;
解法3 化为平面线积分.将
代入原积分得
为
)

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