(2002年)设函数f(x)在(一∞,+∞)内具有一阶连续导数,L是上半平面(y>0)内的有向分段光滑曲线,其起点为(a,b),终点为(c,d)。记 (I)证明曲线积分I与路径L无关; (Ⅱ)当ab=cd时,求I的值。

admin2018-03-11  40

问题 (2002年)设函数f(x)在(一∞,+∞)内具有一阶连续导数,L是上半平面(y>0)内的有向分段光滑曲线,其起点为(a,b),终点为(c,d)。记
   
    (I)证明曲线积分I与路径L无关;
    (Ⅱ)当ab=cd时,求I的值。

选项

答案(I)记[*] 所以,[*]故在上半平面(y>0),该曲线积分与路径无关。 (Ⅱ)方法一:因该曲线积分与路径无关而只与端点有关,所以用折线把两个端点连接起来。先从点(a,b)到点(c,b),再到点(c,d)。有 [*] 经积分变量替换后,[*]当ab=cd时,推得[*] 方法二:原函数法。 [*] 其中F(u)为f(u)的一个原函数,即设F′(u)=f(u)。由此有[*] 方法三:由于与路径无关,又由ab=cd的启发,取路径xy=k,其中k=ab。点(a,b)与点(c,d)都在此路径上。于是将[*]代入之后, [*]

解析
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