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综合习题12(A)组1.计算下列各题:(1)设为曲线,求。解:,其中为曲线。(2)设为曲线,求。解:。(3)设,其中为第一象限圆弧自点A(1,0)到B(0,1),求的值。解:令则,即积分与路径无关。因此原式其中为直线段。(4)设:,求解:(5)设:,求。解:由高斯公式得由对称性得。(6)求向量场在点处的散度。解:。2.计算下列各题:(1)设是椭圆周顺时针方向的曲线,在内具有二阶连续偏导数,求。解:由格林公式得。(2)设是半球面,求.解:由于关于平面对称,被积函数关于为奇函数,则。(3)设是半球面的外侧,求解:将补上的平面后,利用高斯公式有。(4)设可导,为光滑曲线,若曲线积分与路径无关,求应满足关系式。解:由题意得即即应满足,解得(若),解得(为任意常数)。(5)若,求。解:令则是全微分。由解得又,则则,解得因此。(6)若是圆周求。解:由由对称性得。(7)设为锥面的外侧,求。解:补充面,与构成封闭曲面后,利用高斯公式有原式。(8)设为曲面,其面积为A,求。解:由对称性得3.计算下列各题:(1),其中是自沿至点的弧。解:令则则的积分在任意不含0点的单连通区域内与路径无关,选择折线代替后有原式。(2),其中为下半球面的上侧。解:补充的平面,方向向下,与围城一单连通区域,则由高斯公式得原式(3),其中为椭圆,周长为。解:由对称性得到。(4)设函数使得积分与路径无关,且,试确定函数。当是自沿任意曲线至点的弧时,求的值。解:与路径无关,得知即。直线的方程为,则。(5),其中为抛物面被所截下的有限部分的下侧。解:。4.在过原点和点的曲线族中,求一条曲线,使沿该曲线从原点和点的积分的值最小。解:令,令解得,当,取最小值,则的方程为。5.求向量穿过圆柱的侧表面的流量。解:补充两个面,然后用高斯公式法向量法向量流量6.设为及所围成的区域,是的边界曲线,是一元可微函数,,证明.证明:换元,由格林公式得其中则左式。7.设在半平面内,存在力场,其中为常数,。证明此力场中,场力所做的功与所经过的路径无关。解:场力所做的功,令即场力所做的功与所经过的路径无关。(B)组1.在变力的作用下,一质点由原点沿直线运动到椭球面上第一卦限的点则当取何值时,力做的功最大,并求出最大值。解:功L方程:令由题意知一定存在最大值点,因此当时,力做的功最大,。2.函数在某一区域内具有直到二阶的连续偏导数,若则称为该区域内的调和函数.证明若是光滑曲面所包围的有界闭区域的调和函数,则下列公式成立:(1)证明:设为的外法线的方向余弦成立。(2)其中为沿曲面的外法线的方向导数。证明:。3.(1)设函数具有二阶连续偏导数,求。解:。(2)设向量场为,且具有二阶连续偏导数,求。解:因为有二阶连续偏导数,所以。4.设函数u(x,y),v(x,y)在闭区域D:x2+y2£1上有一阶连续偏导数,又f(x,y)=v(x,y)i+
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