高等数学课后习题解答 上海交通大学出版社 第三版 习题10解答 下载本文

第10章 曲线积分与曲面积分

1.计算下列对弧长的曲线积分:

?x?3t(1) ?xsinyds,其中C为?,(0≤t≤1);

Cy?t?(2)

?x?acost22,其中C为圆周,(0≤t≤2π); (x?y)ds???C?y?asint?x?a(t?sint)2,其中C为摆线的第一拱(0≤t≤2π); yds??Cy?a(1?cost)?(3) (4) (5) (6)

??Cyds,其中C为抛物线y2=2x上由点(0,0)到点(2,2)之间的一段弧; (x?y)ds,其中C为以O(0,0),A(1,0),B(0,1)为顶点的三角形的边界;

x2?y2ds,其中C为圆周x2+y2=ax(a>0);

?CC?x?tcost?(7) ?zds,其中C为圆锥螺线?y?tsint从t =0到t =1的一段;

C?z?t?222?x?y?z?4?2(8) ?xds,其中C为圆周?

C??z?3解答:(1)

?Cxsinyds??3tsint3?1dt?310?tsintdt?310(?tcost??costdt)

0 0 0 122 110 1n1 ?310(si?c;o s1)(2) (3)

222223(x?y)ds?a(?asint)?(acost)dt?2?a; ???C02??Cyds??a(1?cost)2t(a?acost)?(asint)dt?16?a3sin5dt

002?2563?32?a3sin5?d??a;

0152?22222?22031221?ydy?(1?y)3220(4)

?Cyds??y1?(55?1); 3(5) C可以分割为三条直线OA:y?0(0?x?1),

?0(0?y?,1) OB:x 83

BA:y?1?x(0?x?1)

?C(x?y)ds=?(x?y)ds+?(x?y)ds+?(x?y)ds

OAOBAB111000 ??xdx??ydy??(x?1?x)2dx

?2?1;

aa?x?cost???2222

(6) C为圆周x+y=ax(a>0);化为参数方程?,(0≤t≤2π),

a?y?sint??2?(7)

Cx?yds??222?0a2(1?cost)aa2?dt?222

?2?0cos?ttdt?a2?cosdt?2a2;

022?Czds??t(cost?tsint)2?(sint?tcost)2?1dt

013122??t2?tdt?(2?t)0312101?(33?22); 3?x?cos??(8) C可以表示为参数方程?y?sin?;???0,2??

??z?3?Cxds??cos2?sin2??cos2?d???.

022?所属章节:第十章第一节 难度:一级

?x?acost2.已知半圆形状铁丝?(0≤t≤π)其上每一点的线密度等于该点的纵坐标,求此铁丝

y?asint?的质量

解答:m??yds??asint(asint)2?(acost)2dt?2a2

C0?所属章节:第十章第一节

难度:一级

?x?acost?3.已知螺旋线?y?asint(b>0)上各点的线密度等于该点到原点的距离的平方,试求t从0到

?z?bt?

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2π一段弧的质量

8解答:m??(x?y?z)ds??(a2?b2t2)a2?b2dt?a2?b2(2πa2?π3b2)

C03所属章节:第十章第一节 难度:二级

2222??x?a(t?sint)4.求摆线?的第一拱(0≤t≤2π)关于Ox轴的转动惯量(设其上各点的密度与该点

y?a(1?cost)?到x轴的距离成正比,比例系数为k) 解答:I??kyds?k?(1?cost)C032?32?72a(1?cost)?asintdt?2ka22223?0(1?cost)dt

102447tsindt?ka ?0235所属章节:第十章第一节 难度:二级

5.计算下列对坐标的曲线积分:

?64ka32??x?acostπ(1) ?ydx?xdy,其中C为圆弧?,(0?t?),依参数t增加方向绕行;

C4?y?asint(2) (3) (4)

?x?a(t?sint),其中C为摆线自原点起的第一拱; (2a?y)dx?(a?y)dy??C?y?a(1?cost)?Cxdy,其中C为x+y=5上由点A(0,5)到点B(5,0)的一直线段;

222(x?a)?y?a(a?0)及x轴所围成的在第一象限内的区域的整,其中C为圆周xydx??C个边界(按逆时针方向绕行) 解答:(1)

(2)

?Cydx?xdy????asintd(acost)?acostd?asint????a40??2?40a2cos2tdt?

2?2?C(2a?y)dx?(a?y)dy

??[(2a?a?acost)d(at?asint)?(a?a?acost)d(a(1?cost))??a2

0(3)

?Cxdy??xd(5?x)??0525 2(4) C分成两部分在C1:(x?a)2?y2?a2(a?0)在x轴的上部逆时针方向,C2是从原点指向(2a,0),则蜒?xydx?Cπ3xydx?xydx?xa?(x?a)dx?x?0dx??a ??C1?C2?2a?020222a所属章节:第十章第二节 难度:一级

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6.计算?(x2?y2)dx?xydy,其中O为坐标原点,点A的坐标为(1,1):

OA(1) OA为直线段y=x; (2) OA为抛物线段y=x2; (3) OA为y=0,x=1的折线段

1解答:(1)?(x?y)dx?xydy??x2dx?;

OA03221182432??; (2)?(x2?y2)dx?xydy???x?xdx?xd(x)???15OA0?(3) 设点B的坐标为(1,0),则OA分为两段

?OA(x2?y2)dx?xydy??OB??BA??x2dx??ydy?00115. 6所属章节:第十章第二节 难度:一级

7.计算?2xydx?x2dy,其中点A、B的坐标分别为A(0,0),B(1,1):

AB(1) AB为直线段y=x; (2) AB为抛物线段y=x2; (3) AB为y=0,x=1的折线段 解答:(1) (2)

?AB2xydx?xdy??(2x2dx?x2dx)?1;

021?AB2xydx?x2dy??[2x3dx?x2d(x2)]?1;

021 (3) 设点C的坐标为(1,0),则AB分为两段

?AB2xydx?xdy??AC??CB??0dx??1dy?1.

0011所属章节:第十章第二节 难度:一级

8.计算下列曲线积分:

?x?t?(1) ?(y2?z2)dx?2yzdy?x2dy,其中L依参数增加方向绕行的曲线段?y?t2(0≤t≤1);

L?z?t3?(2)

?Lxdx?ydy?(x?y?1)dz,L为从点A(1,1,1)到点B(2,3,4)的一直线段;

1解答:(1)?(y2?z2)dx?2yzdy?x2dz??(t4?t6?4t6?3t4)dt?L01; 35?x?t?1?(2)此时L 写作参数方程?y?2t?1 (0?t?1)

?z?3t?1?

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