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摘 要:曲线积分是高等数学课程的重要内容之一,本文就期末试题中一道第二类曲线积分的求解为例,给出了几种常用的解法,从而使学生能够熟练掌握計算第二类曲线积分的方法,并开阔了学生的视野,激发学生学习数学课程的兴趣,提高学生分析问题和解决问题的能力。
关键词:曲线积分;格林公式;路径无关
曲线积分是高等数学课程的重要内容,它在实际工程中有广泛的应用,我们在教学时主要强调了曲线积分的计算方法,常见的方法有利用曲线的参数方程化为定积分来求解,或者直接化为对变量 或 的积分来计算,如果积分表达式满足一定的条件还可以利用积分与路径无关来求解。上学期工科微积分期末试题中有这样一道曲线积分题,下面给出这道题目的几种常见解法。
例:计算曲线积分 ,其中 为曲线 从点 到 的一段弧。
解法1:(利用积分与路径无关,重新选择简单的积分路径)
因为 且有
故曲线积分与路径无关,取新路径 此时 对应的方程为 ,
。
解法2:(Green公式)添加直线段 ,则 与 组成封闭的曲线,由格林公式可得
所以
。
解法3:(利用积分与路径无关,找出全微分来求解)
因为 ,且
故
。
解法4:(利用曲线的参数方程,将曲线积分化为定积分求解)
由于 是上半圆周,故可取 的参数方程
故
解法5:(直接化为定积分来求解)
由于 ,则 .
因为 ,所以令 ,
当
则
参考文献
[1] 同济大学.高等数学下册[M],第6版.北京:高等教育出版社,2007.
[2]华东师范大学数学系.数学分析[M],第4版,北京:高等教育出版社,2014.
[3]裴礼文.数学分析中的典型问题与方法[M],第2版.北京:高等教育出版社,2010.
作者简介
欧阳庚旭(1980—),硕士,上海电机学院教师。
(作者单位:上海电机学院文理教学部)
关键词:曲线积分;格林公式;路径无关
曲线积分是高等数学课程的重要内容,它在实际工程中有广泛的应用,我们在教学时主要强调了曲线积分的计算方法,常见的方法有利用曲线的参数方程化为定积分来求解,或者直接化为对变量 或 的积分来计算,如果积分表达式满足一定的条件还可以利用积分与路径无关来求解。上学期工科微积分期末试题中有这样一道曲线积分题,下面给出这道题目的几种常见解法。
例:计算曲线积分 ,其中 为曲线 从点 到 的一段弧。
解法1:(利用积分与路径无关,重新选择简单的积分路径)
因为 且有
故曲线积分与路径无关,取新路径 此时 对应的方程为 ,
。
解法2:(Green公式)添加直线段 ,则 与 组成封闭的曲线,由格林公式可得
所以
。
解法3:(利用积分与路径无关,找出全微分来求解)
因为 ,且
故
。
解法4:(利用曲线的参数方程,将曲线积分化为定积分求解)
由于 是上半圆周,故可取 的参数方程
故
解法5:(直接化为定积分来求解)
由于 ,则 .
因为 ,所以令 ,
当
则
参考文献
[1] 同济大学.高等数学下册[M],第6版.北京:高等教育出版社,2007.
[2]华东师范大学数学系.数学分析[M],第4版,北京:高等教育出版社,2014.
[3]裴礼文.数学分析中的典型问题与方法[M],第2版.北京:高等教育出版社,2010.
作者简介
欧阳庚旭(1980—),硕士,上海电机学院教师。
(作者单位:上海电机学院文理教学部)