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第二类曲线积分的问题,积分与路径无关 为什么用AD的路径算的是错的呢?

答案:2  悬赏:20  手机版
解决时间 2021-02-24 18:09
  • 提问者网友:爱了却不能说
  • 2021-02-23 17:29
第二类曲线积分的问题,积分与路径无关 为什么用AD的路径算的是错的呢?
最佳答案
  • 五星知识达人网友:从此江山别
  • 2021-02-23 18:03
曲线积分与路径无关除了要求aQ/ax=aP/ay,还有一个前提:
这个等式在区域上都成立。
按本题的路径,直接从A到D的路径和从A到B再到D的路径包围
的区域中有原点,而P,Q在原点都不可微,因此积分不再是
与路径无关了。准确的说,这个从A到B到D再到A的闭曲线的积分
不是0,应该是2pi,没多转一圈积分值都要多加2pi。
因此要想做到与路径无关,你必须在一个不能绕原点转的区域上才行。
比如如果积分路径都在左半平面,或者都在上半平面,此时积分就与路径无关了。追问那应该怎么算比较简单?追答一是求原函数:arctan(y/(2x))是原函数。注意到原函数在x=0的地方不可微,因此
积分时的上下限就要以之为分界点。比如本题,在y轴上去点
E(0,-1),F(0,1)。则
先计算从A到E的积分值是lim arctan(y/(2x))-arctan(0/(2*-1))
=pi/2。注意,此式取极限时要求y趋于-1,x从小于0的地方趋于0,
因此y/(2x)是趋于正无穷,极限是pi/2。
再计算从E到F的积分,取极限是也要注意正负号,
在E点时y趋于-1,x从大于0的方向趋于0,因此极限是-pi/2,
F点y趋于1,x从大于0的方向趋于0,极限是pi/2,两者相减是pi。
再从F到D类似计算可得结果。
另外做法与之类似。
先计算绕一圈AEBFA(L)的积分。这个可以用挖洞的Green公式。
以原点为心做一个小椭圆S:4x^2+y^2=e^2,e充分小,方向为逆时针。
则L的积分-S的积分=0(这是Green公式),
因此L的积分=S的积分
=S上(xdy-ydx)/(e^2) 再用Green公式
=2S包围的面积/e^2
=pi。(好像是这个结果,你再仔细计算吧)
于是ABD的积分+DA的积分=pi,
计算出DA的积分即可。
全部回答
  • 1楼网友:罪歌
  • 2021-02-23 18:34
还需要单连通区域内无奇点才能说和路径无关。

显然,AD+原来的路径包含了,0这个奇点。

所以有关了。
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