设函数Q(x,y)在xOy平面上具有一阶连续的偏导数,曲线积分∫L2xydx+Q(x,y)dy与路径无关,并且对任意的t恒有∫(0,0)(t,1)2xydx+Q(x,y)dy=∫(0,0)(1,t)2xydx+Q(x,y)dy. 求函数Q(x,y)的表达式

admin2017-05-31  27

问题 设函数Q(x,y)在xOy平面上具有一阶连续的偏导数,曲线积分∫L2xydx+Q(x,y)dy与路径无关,并且对任意的t恒有∫(0,0)(t,1)2xydx+Q(x,y)dy=∫(0,0)(1,t)2xydx+Q(x,y)dy. 求函数Q(x,y)的表达式.

选项

答案由“曲线积分与路径无关的充分必要条件”知[*] 于是Q(x,y)=x2+c(y),其中c(y)为待定的函数.又由于等式中的左边=∫(0,0)(t,1)2xydx+ Q(x,y)dy=∫01[t2+c(y)]dy=t2+∫01 c(y)dy ; 右边=∫(0,0)(1,t)2xydx+ Q(x,y)dy=∫0t[1+c(y)]dy=t+∫0t c(y)dy. 由题设知t2+∫0t c(y)dy.两边同时对变量t求导,得2t=1+c(t),即c(t)=2t一1,从而c(y)=2y一1.于是,Q(x,y)=x2+2y一1.

解析 这实际上是曲线积分的一个逆问题.
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