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高等数学2答案

习题11-1对弧长的曲线积分
1.计算下列对弧长的曲线积分:
(1) ,其中 为圆周 ,直线 及 轴在第一象限内所围成的扇形的整个边界;
(2) ,其中 为折线 ,这里 、 、 、 依次为点 、 、 、 ;
(3) ,其中 为摆线的一拱 , .
2.有一段铁丝成半圆形 ,其上任一点处的线密度的大小等于该点的纵坐标,求其质量。
复习题十一
1.计算下列曲线积分:
(1) ,其中 为圆周 .
(2) ,其中 为摆线 , 上对应 从 到 的一段弧.
(3) ,其中 为上半圆周 , 沿逆时针方向.
2.计算下列曲面积分:
(1) ,其中 是界于平面 及 之间的圆柱面 ;
(2) ,其中 为锥面
的外侧.
(3) ,其中 为半球面 上侧.
3.证明: 在整个 平面除去 的负半轴及原点的区域 内是某个二元函数的全微分,并求出一个这样的二元函数。
(3)沿上半圆周 从点 到点 .
4.设 为曲线 , , 上相应于 从 变到 的曲线弧,把对坐标的曲线积分 化成对弧长的曲线积分。
习题11-3格林公式及其应用
1.利用曲线积分,求星形线 , 所围成的图形的面积。
2.计算曲线积分 ,其中 为圆周 , 的方向为逆时针方向。
3.证明曲线积分 在整个 面内与路径无关,并计算积分值。.
(1) ;
(2)
6.计算 ,其中 为由点 到点 的曲线弧

原积分与路径无关, 故原式
习题11-4对面积的曲面积分
1.计算曲面积分 ,其中 为抛物面 在 面上方的部分。
2.计算下列对面积的曲面积分:
(1) ,其中 为平面 在第一卦限中的部分;
(2) ,其中 为球面 上 的部分;
3.求抛物面壳 的质量,此壳的面密度为 .
(1) 是平面 在第一卦限的部分的上侧;
(2) 是抛物面 在 面上方的部分的上侧;
习题11-6高斯公式
1.利用高斯公式计算曲面积分:
(1) ,其中 为平面 , , , , , 所围成的立体的表面的外侧.
(2) ,其中 是界于 和 之间的圆柱体 的整个表面的外侧;
(3) ,其中 为平面 , , , , , 所围成的立方体的全表面的外侧;
2.计算 ,其中 是:
(1)抛物线 上从点 到点 的一段弧;
(2)从点 到点 的直线段;
(3)先沿直线从点 到点 ,然后再沿直线到 的折线;
(4)曲线 , 上从点 到点 的一段弧。
3.把对坐标的曲线积分 化成对弧长的曲线积分,其中 为:
(1)在 面内沿直线从点 到点 ;
(2)沿抛物线 从点 到点 ;
4.计算曲线积分 ,其中 是边长为4,原点为中心的正方形边界,方向为逆时针方向。
解法一
在 内作一圆 : ,方向逆时针
由格林公式有
=

法二:由参数法将得积分代入四部分之和
2.计算曲面积分 ,其中 是曲面 的外侧.
解 添加平面 ,取上侧,使 构成封闭,应用高斯公式地
习题11-7斯托克斯公式
1.利用斯托克公式,计算下列曲线积分:
(1) ,其中 为圆周 , ,若从 轴的正向看去,这圆周是取逆时针方向;
(2) ,其中 为圆周 , ,若从 轴正向看去,这圆周是取逆时针方向;
(3) ,其中 为圆周 , ,若从 轴正向看去,这圆周是取逆时针方向;
4.计算 ,其中 为锥面 及平面 所围成的区域的整个边界曲面.
解 , ,在 上,
, 在 面的投影为
在 上, ,计算下列对坐标的曲面积分:
(1) ,其中 为球面 的下半部分的下侧.
(2) ,其中 为连续函数, 是平面 在第四卦限部分的上侧.
2.把对坐标的曲面积分 化成对面积的曲面积分,其中
解曲线 的参数方程为
依题意 ,所求质量
习题11-2对坐标的曲线积分
1.计算下列对坐标的曲线积分:
(1) ,其中 是抛物线 上从点 到点 的一段弧;
(2) ,其中 为圆周 (按逆时针方向绕行);
(3) ,其中 是从点 到点 的一段直线;
(4) ,其中 为有向闭折线 ,这里 、 、 依次为点 、 、 ;
解:积分与路径无关,取路径 ,则有
4.利用格林公式,计算下列曲线积分:
(1) ,其中 为三顶点分别为 、 和 的三角形正向边界;
(2) ,其中 是从 沿 到点 的一段弧.
解:原式

,所以上述第一个积分与路径无关,取点 到点
的直线积分得:
又 的参数方程为 从 变到 ,所以
于是,原式
5.验证下列 在整个 平面内是某一函数 的全微分,并求这样的一个 :
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