![]() |
|
|
![]() |
答: 方法一:化第二型曲线积分为定积分。 方法二:利用格林公式化第二型曲线积分为二重积分 方法三:利用斯托克斯公式化第二型曲线积分为第二型曲面积分 方法四:利用第二型曲线积分与路径无关的条件,如果曲线积分与路径无关,选取特殊路径计算第二型曲线积分 例1:求 解:线段 例2: 解:曲线
注:在计算第二类曲线积分题时,其中最关键的是找到积分路径的恰当的参数方程,确定起点和终点对应的参数值。当积分路径不能用同一个参数方程表示时,则可把积分路径分解成若干段来处理,如例1。第二类曲线积分转化成定积分时,下限为起点对应的参数值,上限为终点对应的参数值,所以上限有时可能比下限小,如例2。 例3:计算曲线积分 解:设 注:在利用格林公式计算第二型曲线积分时,特别要注意积分路径的方向及 例4:利用斯托克斯公式计算 解:曲线 注意这里 注:曲面 例5:计算曲线积分 解:设 因为
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
|
![]() |
问题2:如果P,Q在简单闭曲线C所围成的区域内有偏导数不存在的点,第二型曲线积分 |
|
![]() |
答: 当闭曲线所围成的区域是多连通的时,格林公式还是成立。因此,如果函数P,Q在所考虑的闭区域内只有有限个偏导数不存在的点时,可以把他们挖去。然后对多连通区域运用格林公式。在挖去这些偏导数不存在的点时,挖出的洞的形状是不唯一的,虽然,他们对计算结果没有影响,但是会影响计算的难易程度。因此,针对具体的题目,我们应选取一个恰当的形状来挖掉这些点,以减少计算量。我们来看下面的例子来说明这一点。 例1:计算积分 解: 当 1)当 2)当 方法三、取充分小的正数
![]() ![]() |
|
![]() |
问题3:第二型曲面积与第一型曲面积分有什么联系?什么情况下第二型区面积分化为第一型曲面积分计算较简洁? 其中 |
|
![]() |
答: 不论是第一型曲面积分还是第二型曲面积分,其基本计算方法都是利用投影法把曲面积分化为二重积分。但是第一型曲面积可以较自由地选取投影坐标面,而第二型曲面积分则不能。因此在用投影法计算第二型曲面积分时,当积分曲面投影到对应坐标面上的区域很难确定或不能确定时,就可考虑把第二型曲线积分化为第一型曲线积分后再计算。 我们来看下面的例子。 例1:计算 注:此题如果运用第二类曲面积分的基本方法计算非常繁杂,因为,用基本方法做要考虑曲面对三个坐标面的投影,计算量很大,若把它转化为第一类曲面积分,就只须向一个坐标面投影,可大大简化计算。 解:我们考虑把以上曲面积分化为第一类曲面积分,此曲面上一点处的法向量为 |
|
![]() |
问题4:在第二型曲面积分化为第一型曲面积分时,怎样确定单位法向量 |
|
![]() |
答: 在第二型曲面积分转化为第一类曲面积分时,关键是怎样确定指向定向曲面 1)如果指的是上侧,法向量 2)如果指的是右侧,法向量 3)如果指的是前侧,法向量 例如曲面 如果指的是上侧(此时 (此时 如果指的是右侧(此时 (此时 如果指的是前侧(此时 (此时 最后再把他们化为单位向量。 例1:已知 向量。 解:其对应法向量为 法向量为 例2:已知 的单位法向量。 解:此曲面必须分成两块来处理,一块的解析式为 析式为 |
|
![]() |
问题5:第二型曲线积分取决与那些量? | |
![]() |
答: 被积函数 |
|
![]() |
问题6:第一型曲线积分与第二型曲线积分在转化为定积分的计算时如何确定上下限? | |
![]() |
答: 第一型曲线积分中 ![]() ![]()
|
|
![]() |
问题7:如何看待向量函数的曲线积分? |
|
![]() |
答: 通常第二型曲线积分以组合积分形式出现:
这也可以视为向量函数 ![]() |
|
![]() |
问题8:三维空间中第二型曲线积分是如何定义的? | |
![]() |
答: 定义完全类似于平面第二型曲线积分,设有向量函数 及空间曲线 则 |
|
![]() |
问题9:何谓二元函数 |
|
![]() |
答: 定义如果 函数
|
|
![]() |
问题10:线积分与路径无关的命题为什么要求区域G是单连通的? | |
![]() |
答:通区域内,命题可能不成立。例如,设
事实上,取C是单位圆: |
|
![]() |
问题11:格林公式的实质是什么? | |
![]() |
答: 格林公式是平面曲线积分中的一个重要公式,它将闭路径的曲线积分与相应的一个二重积分联系起来。格林公式的实质是将二元函数偏导数在 |
|
![]() |
问题12:格林公式使用中的几点说明? | |
![]() |
答: 1)公式使用的条件是 2)看一下书上的证明过程,可以看到 这实质上就是一元函数的牛顿-莱布尼兹公式,因为这里的 3)为了便于记忆格林公式,并与以后的Stokes公式统一,可将其用行列式形式表示成 |
|
![]() |
问题13:曲线积分是否也有中值定理? | |
![]() |
答: 有。曲线积分的中值定理是: 若函数 |