题目
假设一个曲线形构件的位置在xoy面内的曲线L:y=sinx,x∈[0,π]上,它的线密度为ρ(x,y),若将该曲线形构件的质量M表示为第一类曲线积分的形式,则M=_____.
假设一个曲线形构件的位置在xoy面内的曲线L:y=sinx,x∈[0,π]上,它的线密度为ρ(x,y),若将该曲线形构件的质量M表示为第一类曲线积分的形式,则M=_____.
题目解答
答案
曲线形构件的质量 $ M $ 可以表示为第一类曲线积分,即 $ M = \int_L \rho(x, y) \, ds $。对于曲线 $ L: y = \sin x $($ x \in [0, \pi] $),弧长微元 $ ds $ 为:
\[
ds = \sqrt{1 + \left( \frac{dy}{dx} \right)^2} \, dx = \sqrt{1 + \cos^2 x} \, dx
\]
因此,质量 $ M $ 的表达式为:
\[
M = \int_0^\pi \rho(x, \sin x) \sqrt{1 + \cos^2 x} \, dx
\]
答案:$\boxed{\int_0^\pi \rho(x, \sin x) \sqrt{1 + \cos^2 x} \, dx}$