题目
7、单选 设f(u)是U的连续可微函数,且int_(0)^4f(u)du=A≠0,L为半圆周y=sqrt(2x-x^2),起点为原点,终点为(2,0),则int_(L)f(x^2+y^2)(xdx+yd y)=().A. AB. 2AC. (A)/(2)D. 3A
7、单选 设f(u)是U的连续可微函数,且$\int_{0}^{4}f(u)du=A≠0$,L为半圆周$y=\sqrt{2x-x^{2}}$,起点为原点,终点为(2,0),则$\int_{L}f(x^{2}+y^{2})(xdx+yd y)$=().
A. A
B. 2A
C. $\frac{A}{2}$
D. 3A
题目解答
答案
C. $\frac{A}{2}$
解析
本题考查曲线积分的计算,可通过换元法将曲线积分转化为定积分,再结合已知条件求解。
- 换元:
令$u = x^{2} + y^{2}$,对$u$求全微分,根据全微分公式$du=\frac{\partial u}{\partial x}dx+\frac{\partial u}{\partial y}dy$,可得:
$\frac{\partial u}{\partial x}=2x$,$\frac{\partial u}{\partial y}=2y$,则$du = 2xdx + 2ydy$,即$xdx + ydy = \frac{1}{2}du$。
那么曲线积分$\int_{L}f(x^{2}+y^{2})(xdx+ydy)$可化为$\frac{1}{2}\int_{L}f(u)du$。 - 确定积分路径:
已知$L$为半圆周$y = \sqrt{2x - x^{2}}$,将其化为圆的标准方程:
$y = \sqrt{2x - x^{2}}$两边同时平方可得$y^{2}=2x - x^{2}$,移项并配方得$(x - 1)^{2} + y^{2} = 1$($y\geq0$),这是一个圆心为$(1,0)$,半径为$1$的上半圆。
起点为原点$(0,0)$,终点为$(2,0)$。
当$x = 0$时,$u = x^{2} + y^{2} = 0$;当$x = 2$,$y = 0$时,$u = x^{2} + y^{2} = 4$。
所以$\frac{1}{2}\int_{L}f(u)du=\frac{1}{2}\int_{0}^{4}f(u)du$。 - 计算定积分:
已知$\int_{0}^{4}f(u)du = A\neq0$,将其代入上式可得:
$\frac{1}{2}\int_{0}^{4}f(u)du=\frac{1}{2}A$。