计算第一类曲线积分∫Lf(x y)ds时 要注意哪些问题?

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计算第一类曲线积分∫Lf(x,y)ds时,要注意哪些问题?

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答案解析

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  • (1)如果积分弧段L用显式方程y=y(x)(a≤x≤b)给出,则可把它当作特殊的参数方程x=t,y-y(t)(a≤t≤b)的情形来处理.但此时有一点要注意:有些可用参数方程统一表示的曲线(特别如闭曲线),若用显式方程y=y(x)(或x=x(y))来表示,也许需要分弧段表示.比如圆L:x=cost,y=sint(0≤t≤2π),若用显式方程表示.则需分成上半圆L1:(-1≤x≤1)和下半圆L2:(-1≤x≤1),这时计算在L上的第一类曲线积分就要分别计算在L1和L2上的第一类曲线积分,然后把结果相加.
       如果积分弧段L用极坐标方程ρ=ρ(θ)(α≤θ≤β)表示,则可把它看作是特殊的参数方程
       x=ρ(θ)cosθ,  y=ρ(θ)sinθ(α≤θ≤β)
       的情形处理.容易算得,此时
       (2)如同重积分那样,也可以利用对称性来化简第一类曲线积分的计算,有关结论与重积分的情况类似.比如,若积分弧段L关于x轴对称,而被积函数f(x,y)关于y是奇函数,则∫Lf(x,y)ds=0;若f(x,y)关于y是偶函数,则∫Lf(x,y)ds=2∫L1f(x,y)ds,其中L1是L上的y≥0的那一部分弧段.又若L关于直线y=x对称,则∫Lf(x,y)ds=∫Lf(y,x)ds,等等.读者可类比得出其他情况下的结论.
       计算第一类曲线积分时,还可以利用积分弧段L的方程来化简被积函数(计算第二类曲线积分时也可以这样处理).由于积分变量x,y取在L上,故x,y满足L的方程,因此,需要时可将L的方程代入被积函数,达到化简的目的,这是计算曲线积分(以及以后的曲面积分)特有的方法.