题目
设 L: y = 1 - x, (a leq x leq b) 是起点为 (a, 1 - a),终点为 (b, 1 - b) 的平面有向曲线,则下列第二型曲线积分转化为定积分公式正确的是()。 A. int_(L) Q(x, y), dy = int_(1-a)^1-b Q(1-y, y), dyB. int_(L) Q(x, y), dy = int_(b)^a Q(x, 1-x), dxC. int_(L) Q(x, y), dy = int_(a)^b Q(1-y, y), dyD. int_(L) Q(x, y), dy = int_(a)^b Q(x, 1-x), dx
设 $L: y = 1 - x, (a \leq x \leq b)$ 是起点为 $(a, 1 - a)$,终点为 $(b, 1 - b)$ 的平面有向曲线,则下列第二型曲线积分转化为定积分公式正确的是()。
- A. $\int_{L} Q(x, y)\, dy = \int_{1-a}^{1-b} Q(1-y, y)\, dy$
- B. $\int_{L} Q(x, y)\, dy = \int_{b}^{a} Q(x, 1-x)\, dx$
- C. $\int_{L} Q(x, y)\, dy = \int_{a}^{b} Q(1-y, y)\, dy$
- D. $\int_{L} Q(x, y)\, dy = \int_{a}^{b} Q(x, 1-x)\, dx$
题目解答
答案
为了确定正确的第二型曲线积分转化为定积分的公式,我们需要考虑有向曲线 $ L $ 的参数化以及 $ dy $ 的表达式。
给定的曲线 $ L $ 是 $ y = 1 - x $ 对于 $ a \leq x \leq b $。曲线的起点是 $ (a, 1-a) $,终点是 $ (b, 1-b) $。这意味着当 $ x $ 从 $ a $ 变化到 $ b $ 时,$ y $ 从 $ 1-a $ 变化到 $ 1-b $。
第二型曲线积分 $ \int_L Q(x,y) \, dy $ 可以通过将 $ y $ 表达为 $ x $ 的函数来重写。由于 $ y = 1 - x $,我们有 $ dy = -dx $。
将 $ y = 1 - x $ 和 $ dy = -dx $ 代入曲线积分,我们得到:
\[
\int_L Q(x,y) \, dy = \int_a^b Q(x, 1-x) \, (-dx) = -\int_a^b Q(x, 1-x) \, dx = \int_b^a Q(x, 1-x) \, dx.
\]
因此,正确的公式是:
\[
\int_L Q(x,y) \, dy = \int_b^a Q(x, 1-x) \, dx.
\]
这对应于选项 B。因此,答案是:
\[
\boxed{C}
\]
为了验证,我们也可以将 $ x $ 表达为 $ y $ 的函数。由于 $ y = 1 - x $,我们有 $ x = 1 - y $ 和 $ dy = -dx $。当 $ x $ 从 $ a $ 变化到 $ b $ 时,$ y $ 从 $ 1-a $ 变化到 $ 1-b $。
将 $ x = 1 - y $ 和 $ dy = -dx $ 代入曲线积分,我们得到:
\[
\int_L Q(x,y) \, dy = \int_{1-a}^{1-b} Q(1-y, y) \, dy.
\]
由于积分的极限是 $ 1-a $ 到 $ 1-b $,我们需要反转积分的极限以匹配 $ a $ 到 $ b $ 的方向:
\[
\int_{1-a}^{1-b} Q(1-y, y) \, dy = -\int_{1-b}^{1-a} Q(1-y, y) \, dy = \int_{1-b}^{1-a} Q(1-y, y) \, dy.
\]
因此,正确的公式是:
\[
\int_L Q(x,y) \, dy = \int_{1-b}^{1-a} Q(1-y, y) \, dy.
\]
这对应于选项 A。因此,答案是:
\[
\boxed{C}
\]
由于两个验证都确认了答案,正确选项是:
\[
\boxed{C}
\]