文档介绍:6
第二型曲线积分与曲面积分的计算方法
摘 要: 本文主要利用化为参数的定积分法,格林公式,积分与路径无关的方法解答第二型曲线积分的题目;以及利用曲面积分的联系,分面投影法,合一投影法,高斯公式解答第二型曲面积分
6
第二型曲线积分与曲面积分的计算方法
摘 要: 本文主要利用化为参数的定积分法,格林公式,积分与路径无关的方法解答第二型曲线积分的题目;以及利用曲面积分的联系,分面投影法,合一投影法,高斯公式解答第二型曲面积分的题目.
关键词: 曲面积分;曲线积分
1 引 言
第二型曲线积分与曲面积分是数学分析中的重要知识章节,,,并结合具体实例以及教材总结出其特点,.
2 第二型曲线积分
例1 求,其中a,b为正的常数,L为从点A〔2a,0〕沿曲线y=到点〔0,0〕 的弧.
方法一:利用格林公式法
,P(x,y),Q〔x,y〕以及它们的一阶偏导数在D 上连续,L是域D的边界曲线,L是按正向取定的.
解:添加从点〔0,0〕沿y=0到点A〔2a,0〕的有向直线段,
记为 ,
则由格林公式得:
其中D为所围成的半圆域,直接计算,因为在时,,所以=0
1
因而: ,从而
方法二:应用积分与路径无关化为参数的定积分法求解
假设 〔与路径无关的条件〕, 则
〔2〕
是起点 是终点
解:
记为 ,
对于,积分与路径无关,所以
对于,取L的参数方程,t从0到,得
从而
对于空间第二曲线一般的解题过程为:
假设L闭合,P,Q,R对各元偏导数连续
2
假设L非闭,其参数方程为
其中: ,分别为L的起点,终点参数值.
例2 计算空间曲线积分I=,其中曲线L为圆柱面与平面的交线,从X轴正向看,曲线是逆时针方向.
方法一:化为参数的定积分计算,对于这种封闭的曲线要充分利用上三角函数的正交性.
解: 令 , 则
于是I=
方法二:解 :
3 第二型曲面积分
3
例3 计算曲面积分,其中为旋转抛物面 介于平面z=0及z=1之间的部分的下侧.
方法一:利用两类曲面积分的联系
其中是有向曲面上点〔x,y,z〕处的法向量的方向余弦.
解: ,