题目
证明积分f^(23))(x+2y)dx+(2x-y)dy 在整个f^(23))(x+2y)dx+(2x-y)dy平面上与路线无关,并计算积分值
证明积分 在整个
平面上与路线无关,并计算积分值
题目解答
答案
由题设可知,则线积分与路径无关;因此可改换路径计算,即
故答案为。
解析
步骤 1:验证线积分与路径无关
为了证明积分${\int }_{(2,1)}^{(-1)}(x+2y)dx+(2x-y)dy$在整个xoy平面上与路线无关,我们需要验证被积函数的偏导数是否满足全微分条件。即,我们需要验证$\dfrac {\partial Q}{\partial x}=\dfrac {\partial P}{\partial y}$,其中$P(x,y)=x+2y$,$Q(x,y)=2x-y$。
步骤 2:计算偏导数
计算$P(x,y)$关于$y$的偏导数$\dfrac {\partial P}{\partial y}$,以及$Q(x,y)$关于$x$的偏导数$\dfrac {\partial Q}{\partial x}$。
步骤 3:验证全微分条件
验证$\dfrac {\partial Q}{\partial x}=\dfrac {\partial P}{\partial y}$,从而证明积分与路径无关。
步骤 4:计算积分值
由于积分与路径无关,我们可以选择一条方便计算的路径来计算积分值。这里选择从$(2,1)$到$(-1,1)$再到$(-1,3)$的路径。
步骤 5:计算积分
分别计算从$(2,1)$到$(-1,1)$和从$(-1,1)$到$(-1,3)$的积分,然后相加得到总积分值。
为了证明积分${\int }_{(2,1)}^{(-1)}(x+2y)dx+(2x-y)dy$在整个xoy平面上与路线无关,我们需要验证被积函数的偏导数是否满足全微分条件。即,我们需要验证$\dfrac {\partial Q}{\partial x}=\dfrac {\partial P}{\partial y}$,其中$P(x,y)=x+2y$,$Q(x,y)=2x-y$。
步骤 2:计算偏导数
计算$P(x,y)$关于$y$的偏导数$\dfrac {\partial P}{\partial y}$,以及$Q(x,y)$关于$x$的偏导数$\dfrac {\partial Q}{\partial x}$。
步骤 3:验证全微分条件
验证$\dfrac {\partial Q}{\partial x}=\dfrac {\partial P}{\partial y}$,从而证明积分与路径无关。
步骤 4:计算积分值
由于积分与路径无关,我们可以选择一条方便计算的路径来计算积分值。这里选择从$(2,1)$到$(-1,1)$再到$(-1,3)$的路径。
步骤 5:计算积分
分别计算从$(2,1)$到$(-1,1)$和从$(-1,1)$到$(-1,3)$的积分,然后相加得到总积分值。