高等数学-多元微积分-曲线积分与曲面积分习题
高等数学-多元微积分-曲线积分与曲面积分习题
对弧长的曲线积分
平面上对弧长的曲线积分
定积分法计算曲线积分
例1
例2
本题也可以利用奇偶对称性消去积分中的\(2xy\)项,并把曲线表示为$x=t , y = t $的参数方程来做。
例3
奇偶性对称性计算曲线积分
例1
替换法计算曲线积分
例1
空间中对弧长的曲线积分
奇偶性对称性计算曲线积分
例1
对坐标的曲线积分
平面上对坐标的曲线积分
定积分法计算曲线积分
例1
例2
例3
此题也可以用(格林公式法)将平面上的曲线积分转换为二重积分的方法来做。
例4
例5
此题也可通过直观判断\(\left(x y^{2}+y\right) d x+\left(x^{2} y+x\right) d y = d(\frac{1}{2} x^2 y^2 +xy)\),能写成全微分形式,得到该曲线积分与路径无关的结论,然后利用与路径无关的曲线积分计算方式来做。
例6
例7
平面上曲线积分转换为二重积分(格林公式法)
例1
例2
例3
例4
例5
例6
例7
例8
例9
例10
计算与积分路径无关的曲线积分
例1
例2
例3
例4
例5
例6
对面积的曲面积分
转换为二重积分法
例1
例2
例3
例4
提示:该平面写成截距式,易得在3个坐标轴上的截距分别为\(1,-\frac{1}{2} ,1\)
例5
例6
例7
例8
例9
例10
例11
奇偶性对称性计算曲面积分
例1
提示:\(\iint_{\Sigma} z \mathrm{d} S = \iint_{\Sigma} \sqrt{1-x^2-y^2} \mathrm{d} S= 4 \iint_{\Sigma_1} \sqrt{1-x^2-y^2} \mathrm{d} S = 4 \iint_{\Sigma_1} z \mathrm{d} S = 4 \iint_{\Sigma_1} x \mathrm{d} S\)
对坐标的曲面积分
转化为二重积分法
例1
例2
注意:\(\iint_{\Sigma} y^{2} \mathrm{d} z \mathrm{d} x = \iint_{\Sigma} y^{2} \cos\beta dS\),显然\(\cos\beta\)是关于xOz是奇函数,可看出对称性
例3
转换为三重积分法(高斯公式/空间内域与界的关系)
例1
例2
例3
例4 注意哈
例5
例6
例7
例8 嘿,脑细胞要死光了
例9
例10
例11
例12
例13
例14
例15
转换为对面积的曲面积分
例1
物理应用
散度
例1
实际上\(\operatorname{div}(\operatorname{grad(f)})=\nabla \cdot(\nabla f)= \Delta f = \frac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}+\frac{\partial^2 f}{\partial z^2}\),一般称为拉普拉斯算子