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在用格林公式算曲线积分时什么时候可以直接得0

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当曲线L围成的区域为闭区域时,可以运用格林公式。格林公式的值不一定是零,但当∂P/∂y = ∂Q/∂x时,曲线积分的结果与路径无关,这时二重积分的值就是零。这适用于题目中的第(2)题,因为曲线本身围成闭区域,可以直接用格林公式。而第(3)和(4)题需要添加直线才能围成闭区域,如添加直线y = 0和x = π/2,或y = 0和x = 1,这样三条曲线使区域闭合。

对于第(2)题,曲线是星形线,是个闭区域,所以可直接用格林公式。具体来说,曲线L:x = (π/2)y²,(x,y):(0,0) → (π/2,1),顺时针。添加L1:y = 0,dy = 0,x:π/2 → 0,顺时针;添加L2:x = π/2,dx = 0,y:1 → 0,顺时针。计算∮(L+L1+L2) Pdx + Qdy = - ∫∫D [ ∂Q/∂x - ∂P/∂y ] dxdy = 0。再分别计算∫L1 Pdx + Qdy = 0,∫L2 Pdx + Qdy = - π²/4。由此得出∮L Pdx + Qdy = π²/4。

第(3)题和第(4)题同样原理,但1/4个圆弧不足以围成闭区域,因此添加线段y = 0和x = 1。同样地,曲线L:y = √(2x - x²),(x,y):(0,0) → (1,1),顺时针。添加L1:y = 0,dy = 0,x:1 → 0,顺时针;添加L2:x = 1,dx = 0,y:1 → 0,顺时针。计算∮(L+L1+L2) Pdx + Qdy = - ∫∫D [ ∂Q/∂x - ∂P/∂y ] dxdy = 0。再分别计算∫L1 Pdx + Qdy = - 1/3,∫L2 Pdx + Qdy = 3/2 - (1/4)sin(2)。由此得出∮L Pdx + Qdy = - 7/6 + (1/4)sin(2)。

通常选择用直线和L绕成闭区域,因为直线的导数容易求出,简化计算。若被积函数上有奇点,则需绕开奇点部分,挖一个小的圆形或椭圆形,然后用格林公式减掉这部分的积分。