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设函数f(x)在R上具有一阶连续导数,L是上半平面(y>0)内的有向分段光滑曲线,起点为(a,b),终点为(c,d).记

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/19 07:53:55
设函数f(x)在R上具有一阶连续导数,L是上半平面(y>0)内的有向分段光滑曲线,起点为(a,b),终点为(c,d).记I=
1
y
[1+y
证明:
(1):
由 I=∫
1
y[1+y2f(xy)]dx+
x
y2[y2f(xy)−1]dy,
知 P(x,y)=
1+y2f(xy)
y,Q(x,y)=xf(xy)−
x
y2,
已知函数f(x)在R上具有一阶连续导数,
故:P(x,y)和Q(x,y)在上半平面具有一阶连续偏导,

∂P
∂y=f(xy)+xyf′(xy)−
1
y2=
∂Q
∂x
∴曲线积分I与路径L无关.

(2):
由(1)知曲线积分I与路径L无关,
因而取积分路径为:(a,b)→(c,b)→(c,d),
∴I=∫LP(x,y)dx+Q(x,y)dy=
∫(c,b)(a,b)P(x,b)dx+
∫(c,d)(c,b)Q(c,y)dy
=
∫ca
1+b2f(bx)
bdx+
∫db[cf(cy)−
c
y2]dy
=
c−a
b+
∫cabf(bx)dx+
c
y
|db+
∫dbcf(cy)dy
=
c
d−
a
b+
∫caf(bx)d(bx)+
∫dbf(cy)d(cy)
=
bc−ad
bd+
∫bcabf(t)dt+
∫cdbcf(t)dt
=
bc−ad
bd+
∫cdabf(t)dt,
由于ab=cd,
故:
∫cdabf(t)dt=0,
∴I=
bc−ad
bd.