题目
填空题(共10题,50.0分)15.(5.0分)设L是由点(1,1,1)到点(1,3,4)的直线段,则int_(L)xdx+ydy+(x+y-1)dz=____.
填空题(共10题,50.0分)
15.(5.0分)
设L是由点(1,1,1)到点(1,3,4)的直线段,则$\int_{L}xdx+ydy+(x+y-1)dz=$____.
题目解答
答案
为了计算线积分$\int_{L} x \, dx + y \, dy + (x + y - 1) \, dz$,其中$L$是由点$(1,1,1)$到点$(1,3,4)$的直线段,我们首先需要对这条直线段进行参数化。直线段可以参数化如下:
\[
\mathbf{r}(t) = (1, 1, 1) + t[(1, 3, 4) - (1, 1, 1)] = (1, 1 + 2t, 1 + 3t)
\]
其中$t$的范围从0到1。因此,参数方程为:
\[
x = 1, \quad y = 1 + 2t, \quad z = 1 + 3t
\]
接下来,我们找到微分$dx$,$dy$,和$dz$:
\[
dx = 0 \, dt, \quad dy = 2 \, dt, \quad dz = 3 \, dt
\]
现在,我们将$x$,$y$,$z$,$dx$,$dy$,和$dz$代入线积分:
\[
\int_{L} x \, dx + y \, dy + (x + y - 1) \, dz = \int_{0}^{1} \left[ 1 \cdot 0 + (1 + 2t) \cdot 2 + (1 + (1 + 2t) - 1) \cdot 3 \right] \, dt
\]
简化被积函数:
\[
= \int_{0}^{1} \left[ 0 + 2(1 + 2t) + 3(1 + 2t) \right] \, dt = \int_{0}^{1} \left[ 2 + 4t + 3 + 6t \right] \, dt = \int_{0}^{1} \left[ 5 + 10t \right] \, dt
\]
现在,我们计算积分:
\[
= \left[ 5t + 5t^2 \right]_{0}^{1} = \left[ 5 \cdot 1 + 5 \cdot 1^2 \right] - \left[ 5 \cdot 0 + 5 \cdot 0^2 \right] = 5 + 5 = 10
\]
因此,线积分的值为:
\[
\boxed{10}
\]