题目
已知 L 是圆周^2+(y)^2=2x位于 x 轴 上方的部分,则曲线积分^2+(y)^2=2x___
已知 L 是圆周位于 x 轴 上方的部分,则曲线积分
___
题目解答
答案
∵
∴,代入到曲线积分中
∴
∵被积函数等式1时,第一类曲线积分的几何意义是曲线段的弧
∴为相应的弧长
本题曲线为半圆,根据圆的求半径公式,当方程为
,其中r为半径,C为周长
对应,
∵L 是圆周位于 x 轴 上方的部分,即半圆
∴
解析
考查要点:本题主要考查对弧长的曲线积分的计算,以及利用曲线方程化简被积函数的能力。
解题核心思路:
- 识别曲线形状:将圆的一般方程化为标准形式,确定圆心和半径。
- 简化被积函数:利用曲线方程消去被积函数中的变量项,将积分转化为弧长的计算。
- 几何意义直接求解:当被积函数为常数1时,积分结果等于曲线的弧长。
破题关键点:
- 代入曲线方程:利用$x^2 + y^2 = 2x$,将被积函数中的$x^2 + y^2 - 2x$替换为0。
- 判断曲线范围:明确积分路径$L$是半径为1的上半圆,弧长为$\pi$。
-
化简曲线方程
原方程$x^2 + y^2 = 2x$可变形为:
$(x-1)^2 + y^2 = 1$
说明圆心为$(1,0)$,半径$r=1$,且$L$是该圆在$x$轴上方的半圆。 -
简化被积函数
根据曲线方程$x^2 + y^2 = 2x$,代入被积函数:
$x^2 + y^2 - 2x + 1 = (2x) - 2x + 1 = 1$
因此,积分变为:
$\int_L 1 \, ds$ -
计算弧长
曲线$L$是半径为1的半圆,其弧长为:
$C = \pi \cdot r = \pi \cdot 1 = \pi$