第十章曲线积分曲面积分练习题A 组一.填空题1. 设L 是 122=+y x 上从)0,1(A 经)1,0(E 到)0,1(-B 的曲线段,则⎰Lydy e 2=2.设⋂MN 是从M(1,3) 沿圆 2)2()2(22=-+-y x 至点 )1,3(N 的半圆,则积分⎰⋂+MNxdy ydx =3. L 是从)6,1(A 沿6=xy 至点)2,3(B 的曲线段,则⎰++Ly x xdy ydx e )( =4. 设L 是从)0,1(A 沿1222=+y x 至点2,0(B )的曲线段,则⎰+Ly x y x dy ye dx xe 222 =5. 设L 是 2x y = 及 1=y 所围成的区域D 的正向边界,则⎰+Ldx y x xy )(33 + dy y x x )(242+ = 6. 设L 是任意简单闭曲线,b a ,为常数,则⎰++L bdy adx )( =7. 设L 是xoy 平面上沿逆时针方向绕行的简单闭曲线,且9)34()2(=++-⎰dy y x dx y x L,则L 所围成的平面区域D 的面积等于8. 常数 k = 时, 曲线积分⎰+Ldy x kxydx 2与路径无关。
9.设是球面 1222=++z y x ,则对面积的曲面积分⎰⎰∑++ds z y x 222 =10.设L 为)0,0(o , )0,1(A 和)1,0(B 为顶点的三角形围成的线, 则对弧长的曲线积分⎰Lds =11. 设L 是从点)1,1(到)3,2(的一条线,则⎰-++Ldy y x dx y x )()(=12. 设L 是圆周 t a x cos =, t a y sin = )20(π≤≤t ,则⎰+LdS y x 322)(=13. 设为曲面2222a z y x =++, 则⎰⎰∑dS z y x 222=二、选择题1.设→→+=j y x Q i y x P A ),(),(,D y x ∈),(且P ,Q 在域D 内具有一阶连续偏导数,又L :⋂AB 是D 内任一曲线,则以下四个命题中,错误的是( )A .若⎰+LQdy Pdx 与路径无关,则在D 内必有yPx Q ∂∂≡∂∂ B .若⎰⋅Lds A 与路径无关,则在D 内必有单值函数),(y x u ,使得dy y x Q dx y x P y x du ),(),(),(+=C .若在D 内yPx Q ∂∂≡∂∂,则必有⎰L ds A ·与路径无关。
D .若对D 内每一闭曲线C ,恒有⎰+CQdy Pdx ,则⎰+LQdy Pdx 与路径无关。
2.已知2)()(y x ydydx ay x +++为某函数的全微分,又为与路径无关的曲线积分被积函数,则a 等于( )A .-1B .0C .1D .2 3、设曲线积分()dx x y dx xy Lφ+⎰2与路径无关,其中()x φ具有连续导数,且()00=φ,则()()()dy x y dx xy φ+⎰1,10,02=( )A .3/8B .1/2C .3/4D .14.设S 是平面4=++z y x 被圆柱面122=+y x 截出的有限部分,则曲面积分⎰⎰Syds 的值是( )A .0 ;B .343; C . 34; D . 5.设空间区域Ω由曲面222y x a z --=与平面0=z 围成,其中a 为正的常数,记Ω的表面外侧为S ,Ω的体积为V ,则()dxdy xyz z dzdx z xy dydz yz xS ++-⎰⎰12222= ( )A .0B .VC .2VD .3V 6. 已知曲线C :122=+y x 逆时针方向一周,则⎰+-Cy x ydxxdy 22=( )A. 0;B. π2;C. π2-;D. π7. 已知∑为平面1=++z y x 在第一卦限内的下侧曲面,则⎰⎰∑++dxdy z y x )(22=( ) A. ⎰⎰-+--+-xdy y x y x dx 10221)1(; B.⎰⎰-+--+xdy y x y x dx 10221)1(C.⎰⎰-+--+xdx y x y x dy 10221)1(; D. ⎰⎰-++-x dy z y x dx 102210)(8. 单连通区域G 内),(y x P ,),(y x Q 具有连续的一阶偏导数,则曲线积分⎰+LQdy Pdx 与路径无关的充要条件是( )A 在G 内有一闭曲线 ,使⎰=+γ0Qdy Pdx ;B 在G 内有恒有xy Qy x P ∂∂∂=∂∂∂22 C. 在G 内有另一曲线C ,使⎰⎰+=+LCQdy Pdx Qdy Pdx ;D. 在G 内有恒有yPx Q ∂∂=∂∂ 9. 设为平面1432=++zy x 在第一卦限内的部分,则⎰⎰∑++dS y x z )342(=( ) A⎰⎰-)1(30224x dy dx ; B.⎰⎰⋅20304361dy dx ; C.⎰⎰⋅30204361dy dx ; D. ⎰⎰-)1(302023614x dy dx 10. 设L :12222=+by a x ,则⎰+-L y x ydx xdy 22( )A. 与L 取向无关,与b a ,大小有关;B. 与L 取向无关,与b a ,大小无关;C. 与L 取向有关,与b a ,大小有关;D. 与L 取向有关,与b a ,大小无关; 三、计算题1. 计算曲线积分⎰++Ldy x y xdx )(2,其中L 是圆周122=+y x 在第一象限中的部分,依逆时针方向。
2. 计算⎰⎰∑++dxdy ydzdx xdydz 2,其中∑是上半球面222y x a z --=上侧3. 设L 是由63232=++y xy x 所表示的正向椭圆,计算 I = ⎰+++Ldy y xy dx y x )32()3(222 4.计算⎰-L y x ds,L 是点)2,0(-A 与)0,4(B 直线段5.计算()ds y x L⎰+,L 是以)0,0(O ,)0,1(A ,)1,0(B ,为顶点的三角形闭回路。
6.计算ds y x L⎰+22,L 为圆周Rx y x =+227.计算ds xy L⎰,L 是圆周222R y x =+的闭路8.计算⎰+Ldy x xydx 22,L 分别为下列三种情形。
1)从点)0,0(O 经x y =到)1,1(A 2)从点)0,0(O 经2x y =到)1,1(A 3)从点)0,0(O 经3x y =到)1,1(A9.计算()d yy x L⎰+22,L 是由直线1=x ,1=y ,3=x ,5=y 围成的逆时针闭路。
10.计算⎰→L dSF ,其中→→→+-=j x i y F ,L 是由x y =,1=x 及0=y 所围成的三角形逆时针闭路。
11.计算xydy dx x y L 21++⎰,L 是由2x y =与x y =,所围成的逆时针闭路。
12.计算()()dy y x dx y xL2222+-+⎰,L 是以)0,0(,)0,1(,)1,0(为顶点的三角形正向闭路。
13.计算()()dy y x dx y x L 22--+⎰,L 是沿椭圆12222=+by a x 的正向闭路。
14.计算()22x y z ds ++⎰⎰∑,∑:平面1=++z y x 15.计算⎰⎰∑++ds z y x )342(,:1432=++z y x 在第一卦限16计算ds x ⎰⎰∑,∑:2222R z y x =++在第一卦限部分。
四.应用题1.利用曲线积分,求曲线所围图形的面积。
椭圆t x cos 34+=,t y sin 42+=2.设半径为r 的球面∑的球心在定球面2222a z y x =++ (0>a )上, 问当r 取何值时, 球面∑在定球面内部的哪部分面积最大3.在过点)0,0(O 和)0,(πA 的曲线族x a y sin = ,(0>a )中,求一条曲线L ,使沿该曲线从O 到A 的积分()()⎰+++Ldy y x dx y 213的值最小4.求⎰⋂-+-ANCx xdym y e dx my y e)cos ()sin (,式中⋂ANC 为由)0,(a A 至)0,0(O 的ax y x =+22 ()0>a设)(x f 连续可导,求dy xy f y y x dx y xy f y C ]1)([)(1222-++⎰,式中C 是从)32,3(A 到)2,1(B 的直线段。
五 证明题1. 设函数f(x)在( -,+)内具有一阶连续导数,L 是上半平面)0(>y 内的有向分段光滑曲线,其起点为),(b a ,终点为),(d c ,记dy xy f y y x dx xy f y y I C ]1)([)]([1222-++=⎰ (1) 证明曲线积分I 与路径L 无关;(2)当cd ab =时,求I 的值2. 设L 2是包含坐标原点在内的任意光滑无重点闭回路,对于它所围成的区域来说取正向,试证:⎰=+-2222L y x ydxxdy π。
A 组答案一、1. 0;2. 0;3. 0提示:)(xy d xdy ydx =+ ;,提示:)2(222y x d ydy xdx +=+;5. 3/10;6. 0;7. 3/2;8. 2;9. π4;10. 22+;11.25;12. 72a π;; 二、 2、D 3、B 4、A 5、B 6. B ;7. A ;8. D ;9. D ;10. D三、1、32a π 3、0 42 5、1+ 6、2R 2 7、32R8、1 9、32 10、1 11、4130-+2ln 2 12、-1 13、2ab π-14 15、 16、34R π四、1、12π 2、2432327S a a π⎛⎫=⎪⎝⎭ 3、sin y x = ()0x π≤≤是使曲线积分的为最小的曲线。
4、218a m π 5、-4 B 组一、填空题:1、设L 是顺时针方向的椭圆1422=+y x ,其周长为l ,则=++⎰L dS y x xy )4(22 . 2、设曲线C 为R z x R z y x =+=++与2222的交线,从原点看去C 的方向为顺时针方向,则=++⎰Cxdz zdy ydx .3、计算⎰CdS x 2,其中⎩⎨⎧=++=++0:2222z y x R z y x C .4、设r =()div gradr = .5、设S 为曲面2221x y z ++=的外侧,则222sI x dydz y dxdz z dxdy =++⎰⎰Ò= . 二、解答题:6、计算⎰+-Cyx ydx xdy 22,C 为逆时针方向绕圆周122=+y x 一圈的路径。