设平面上有界闭区域D由光滑曲线C围成,C取正向(如图10.18). (I)P(x,y),Q(x,y)在D有连续的一阶偏导数,证明格林公式的另一种形式: 其中n=(cosαt,cosβ)是C的单位外法向量. (Ⅱ)设u(x,y),v(x,y)在D

admin2018-11-22  30

问题 设平面上有界闭区域D由光滑曲线C围成,C取正向(如图10.18).

(I)P(x,y),Q(x,y)在D有连续的一阶偏导数,证明格林公式的另一种形式:

其中n=(cosαt,cosβ)是C的单位外法向量.
    (Ⅱ)设u(x,y),v(x,y)在D有连续的二阶偏导数,求证:

(Ⅲ)设u(x,y)在D有连续的二阶偏导数且满足

求证:u(x,y)=0((x,y)∈D).

选项

答案(I)将格林公式 [*] 中Q换成P,P换成一Q,得 [*] 由第一、二类曲线积分的关系得 ∫CPdy—Qdx=∫C[Pcos<τ,j>一Qcos<τ,i>]ds, 其中τ是C的单位切向量且沿C的方向.注意<τ,j>=, <τ,i>=π一. 于是 ∫CPdy—Qdx=∫C[Pcos|ds=∫C(Pcosα+Qcosβ)ds 因此证得结论. (Ⅱ)由方向导数计算公式得[*] 再由格林公式的另一种形式(即题(I)的结论)得 [*] 再移项即得证. (Ⅲ)因u(x,y)|C=0,要证u(x,y)≡0((x,y)∈D),只需证[*]=0((x,y)∈D).取v(x,y)=u(x,y),得 [*]

解析
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