《高数》第十章习题课-线面积分的计算
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第十章曲线积分曲面积分练习题A 组一.填空题1. 设L 是 122=+y x 上从)0,1(A 经)1,0(E 到)0,1(-B 的曲线段,则⎰Lydy e 2=2.设⋂MN 是从M(1,3) 沿圆 2)2()2(22=-+-y x 至点 )1,3(N 的半圆,则积分⎰⋂+MNxdy ydx =3. L 是从)6,1(A 沿6=xy 至点)2,3(B 的曲线段,则⎰++Ly x xdy ydx e )( =4. 设L 是从)0,1(A 沿1222=+y x 至点2,0(B )的曲线段,则⎰+Ly x y x dy ye dx xe 222 =5. 设L 是 2x y = 及 1=y 所围成的区域D 的正向边界,则⎰+Ldx y x xy )(33 + dy y x x )(242+ = 6. 设L 是任意简单闭曲线,b a ,为常数,则⎰++L bdy adx )( =7. 设L 是xoy 平面上沿逆时针方向绕行的简单闭曲线,且9)34()2(=++-⎰dy y x dx y x L,则L 所围成的平面区域D 的面积等于8. 常数 k = 时, 曲线积分⎰+Ldy x kxydx 2与路径无关。
9.设是球面 1222=++z y x ,则对面积的曲面积分⎰⎰∑++ds z y x 222 =10.设L 为)0,0(o , )0,1(A 和)1,0(B 为顶点的三角形围成的线, 则对弧长的曲线积分⎰Lds =11. 设L 是从点)1,1(到)3,2(的一条线,则⎰-++Ldy y x dx y x )()(=12. 设L 是圆周 t a x cos =, t a y sin = )20(π≤≤t ,则⎰+LdS y x 322)(=13. 设为曲面2222a z y x =++, 则⎰⎰∑dS z y x222=二、选择题1.设→→+=j y x Q i y x P A ),(),(,D y x ∈),(且P,Q 在域D 内具有一阶连续偏导数,又L :⋂AB 是D 内任一曲线,则以下四个命题中,错误的是( )A .若⎰+LQdy Pdx 与路径无关,则在D 内必有yPx Q ∂∂≡∂∂ B .若⎰⋅Lds A 与路径无关,则在D 内必有单值函数),(y x u ,使得dy y x Q dx y x P y x du ),(),(),(+=C .若在D 内yPx Q ∂∂≡∂∂,则必有⎰L ds A ·与路径无关。
高数下册第十章-曲线积分与曲面积分练习题(一)・复2填1・设曲线L:x2 +y2 =4 ,则曲线积分j(x- y + V)^x2 + y2ds = 8兀・2 2复3填1・设椭圆厶:—1的周长为Q,且椭圆厶上任意一点处的质量密度为3 4厂(兀,刃=4兀2+3尸+2心,则该椭圆构件的质量M = \2a・2 21 •设椭圆厶:—+ ^- = 1的周长为°,则L(1+4兀2 + 3y2 + 3兀2y)ds = 13a・3.设曲线厶:,+)/=]上任意一点处的质量密度p(x,y) = (x+y)2,则该曲线构件的质量M = 27V ・复5填1・设曲线厶:/+)'二]上任意一点处的质量密度。
(兀,刃=X2 4- y2 + 2 ,则该曲线构件的质量M= _______________ ・(二)・复1选1・设有向曲线厶为y = x2,从点(1,1)到点(0,0),则J /(x, y)dy = ( C )・J厶A . f(x,x2)clx; B. ^2xf(x,x2)clx ;C. J:/(V7,y)dy;D. 芳・复2选1.设有向曲线厶为『=仮,从点(1,1)到点(0,0),则\L y)dx = ( B ).A. [/(兀仮)如D.复1三、(5分〉计算曲线积分J/Fyh,其中厶为连接两点(1,0)及(0,1)的直线段.解:厶的方程为y = \-x( 0 < x < 1 ), y = -1 (1分)『厶x2yds = J。
%2(1 - x)y[2 dx(3 分)复2三、(6分)设曲线L:y = 2x+l (0<x<l )上任意一点处的质量密度为p (x, y ) = xy ,求 该曲线构件的质量M. 解:_/ = 2 , ds = yfidx ,M = j xy ds= 7A /5 复5三•计算曲线积分£ y(l - x)ds , 三角形的整个边界.解:OA:y = 0 (0 < x< 1)AB \ y = \- x (0 < x < 1) , ds - 4^dx ,L y(1 一 x)d$ = J ; (1 一 x) 2 y[2dx = ¥ ' OB : x = 0 (0 < y < 1) , ds = dy, \oB y(\-x)ds = \\)y dy=^1 J? 所以 $ y(l - x)ds =——i--—・2 3复3三、计算曲线积分削xds,其中厶为由及所围成区域的边界. 解:厶:y =兀(0 井 x 1) , ds -4^dx,(3分)L 2 : y= x 2 (01) , ds = Jl + 4x 2 dx,12(5分)(1分)J ()x (2x+1)亦心(5分) (6分)其中厶为0(0,0),A (1,0),B (0,1)三点所^xds=xj 1 + 4x 2 dxo=J1+ 4才 d(l+ 4x 2)(3分)1 2 护+4“5A /5- 1 12y(l - x)ds = 0 ,所以 51 xds =竺5—I +. (1 分)5 1226. 计算\L Jyds,其中厶是抛物线y = X 2上点0(0,0)与点B (l,l )之间的一段弧.解厶的方程y = x 2(0 < x < 1),ds = y]l + (x 2 )fl dx = 71 + 4x 2 dx. 因此J y[yds = j V? • J1 + 4” dx=J xy) 1 + 4x 2 dx= ±(575-1).0丄厶7.设曲线厶是y = 2x, y = 2和x = 0所围三角形区域的边界,求线积分7 =xyds .解令厶=/j + /2 + /3 ,其中厶为 y = 2%, 0 < x < 1 , ds = y[5dx ;厶为 = 2, 0 < x < 1, ds - dx ; 厶为 x = 0, 1 < y < 2 , ds - dy /二 J x2x>/5dx + j 2xdx + 0 二—V5 +0 0(三)・复2四、(6分)求质点在平面力场F (x, y ) =y7 + 2xy 作用下沿抛物线L : y = \-x 2从点(1,0)移 动到点(0,1)所做的功W 的值.=|] [1 - x 2 + 2^(-2x)]t/x =j (l-5x 2)rfx(6分)复1四、(7分〉验证平面力场F (x,y ) =cosxsin y ~i + sinxcosy;所做的功与路径无关,并求质所以解:W = ^yclx + lxdy(2分) (4分) (5分)点在力戸的作用下沿直线厶从点(。
第十章 曲线积分与曲面积分1-1 第一型曲线积分基础题1.光滑曲线(),()()x t t y t =ϕ⎧α≤≤β⎨=ψ⎩的弧微分d s = 。
由此,圆周cos ,(02)sin x R y R =θ⎧≤θ<π⎨=θ⎩的弧微分d s = 。
2.算下列对弧长的曲线积分:(1)⎰+Lds y x )(,其中L 为连接(1,0)及(0,1)两点的直线段;(2)⎰+L y x ds e22,其中L 为圆周222x y R +=,直线x y =及x 轴在第一象限内所围成的扇形的整个边界;3)⎰Γ++ 2221ds zy x ,其中Γ为曲线t t t e z t e y t e x ===,sin ,cos 上相应于t 从0变到2的这段弧;4)⎰+Lds y x )(22,其中L 为曲线)cos (sin ),sin (cos t t t a y t t t a x -=+= )20(π≤≤t 。
提高题1.计算2L x ds ⎰,其中L 为球面2222x y z a ++=被平面0x y z ++=所截得的圆周。
1-2 第二型曲线积分基础题1.力(,)((,),(,))F x y P x y Q x y =沿光滑曲线弧L 所做功的微元d W = ,其中(,),(,)P x y Q x y 在L 上连续。
2.计算第二型曲线积分 1)⎰L xydx ,其中L为圆周222()(0)x R y R R -+=>及x 轴所围成的在第一象限内的区域的整个边界(按逆时针方向绕行)。
2)⎰Γ-+++dz y x ydy xdx )1(,其中Γ是从点)1,1,1(到点)4,3,2(的一段直线。
(3) 22L xdx ydy x y -++⎰,其中L 是圆周222x y a +=以逆时针方向。
提高题1. 计算⎰-++L dyx y dx y x )()(,其中L 是: (1)先沿直线从点(1,1)到点(1,2),然后再沿直线到点(4,2)的折线; (2)曲线1 1222+=++=t y t t x , 上从点(1,1)到点(4,2)的一段弧。