完整版第十章曲线积分与曲面积分练习题.docx

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完整版第十章曲线积分与曲面积分练习题

第十章曲线积分与曲面积分

§0.1对弧长曲线的积分

、判断题

b

1•若f(x)在(-,)内连续,贝yf(x)dx也是对弧长的曲线积分。

a

2•设曲线L的方程为x=(y)在[,]上连续可导则

Lf(x,y)dsf((y),y)J_r(y)]2dy

()

2)化为定积分

、填空题

1•将jx2y2)ds,其中L为曲线x=a(cost+tsint),y=a(sint-tcost)(

的结果是

六、计算[(x2y2)nds,L为上半圆周:

x2y2R2(nN)

七、计算:

、e%yds,其中L为圆周Xy2

L3

 

、判断题

1.定积分也是对坐标的曲线积分。

2rxdyydx

2•"L2

Lx

二、填空题

’0,其中L为圆周x2

y

2

y1按逆时针方向转一周。

1.x3dx

3y2dyx2ydz=

,其中是从点A(1,2,3)到点B(0,

段ABo

2•化lP(x,y)dxQ(x,y)dy为对弧长的曲线积分结果是

其中L为沿y

()

0,0)的直线

'•x从点(0,

0)至U(1,1)的一段。

三、选择题

1.设曲线L是由A(a,0)到0(0,0)

的上半圆周

x2

y2ax,则

(exsinymy)dx(e

L2

ma

(A)0(B)

2

cosym)dy

2

(C)8

sint,0

()

(D)m

(A)o2(cost.sint

1—

(C)-2dt

20

四、计算I=(x2

1.OA为直线段y=x

sintcost)dt

2

a

4

方向按t

2

(B)可

0_J

(D)o2(cos21sin2t)dt

2

增大的方向,贝ULxydy

cost.sintsint.sint、“

]dt

2

y)dxxydy,其中0为坐标原点,A的坐标为(1,1)

2.0A

为抛物线段yx2

xy2dx=()

 

五、计算lxy2dyx2ydx,L是从A(1,0)沿y•1x2到B(-1,0)的圆弧。

22

六、计算xydx,L为圆周xy2ax(a>0)取逆时针方向。

七、设方向依oy轴负方向,且大小等于作用点的横坐标平方的力构成一力场,求质量

为m的质点沿抛物线1x

九、把lx2ydxxdy(L为y

y2,从点A(1,0)移到B(0,1)时力场所做的功。

3

X上从A(-1,-1)至^B(1,1)的弧段)化为对弧长的曲线积分。

 

、判断题

1•闭区域D的边界按逆时针即为正向。

2.设P、Q在闭区域D上满足格林公式的条件,L是D的外正

QP

(————)dxdy。

PdxQdy

dxyL

向边界曲线,则

3.对单一积分[Pdx或[Qdy不能用格林公式。

4.设闭区域D由分段光滑的曲线L围成,P(x,y),Q(x,y)

上有一阶连续偏导数,则

(a)

PQ

:

:

PdxQdy()dxdy

Ldxy

(b)

PQ

QdyP(x,y)dx()dxdy

dxy

(c)

Q(x,y)dy

—dxdy

x

 

填空题

3.设有二元函数i(x,y),已知u(1,1)=0,且du=(2xcosy-ysinx)dx+(2ycosx-xsiny)dy,则

且u(x,y)=

 

三、选择题

1.设函数(x)连续(x>0,对x>0的任意闭曲线:

有.:

c4x3ydx

xf(x)dy0

且f

(1)=2,则f(x)=()

(A)4x312x224x

24

3

(B)4x

2rx

12x24x2410e

(C)x3

(D)

x31

x

2.设F(x,y)可微,如果曲线积分F(x,y)(xdxydy)与路径无关,贝F(x,y)应满足()

C

(A)yFy(x,y)xFx(x,y)(BFy(x,y)Fx(x,y)

(CyFyy(x,y)xFxx(x,y)(DxFy(x,y)yFx(x,y)

2.设函数f(x)连续可微且f(0)=-2,曲线积分

则=()

为()

(A)a=1,b=-1,u(x,y)=―

xy

(B)a=-1,b=1,u(x,y)=—2—

xy

(B)a=-1,b=-1,u(x,y)=(x2y2)2

x

(D)a=-1,b=-1,u(x,y)=—

x

5.L是圆域Dx2

2

y2x的正向圆周,

33

则(xy)dx(xy)dy

(A)2

3

(B)0(C)—

(D2

 

四、求变力F{3xy,2yx}将质点沿椭圆4x2y24的正向转动一周所做的功。

五、利用格林公式计算。

1.;xy2dxxy2dy,C为正向圆周x2y2R2

2.(exsinymy)dx(excosym)dy

L为点A(a,0)到点0,0)的上半圆周<2y2ax(a0)

六、计算I■:

xdy于,c为正向圆周(2y2R2(R1)

Cxy

(2,3)22

七、验证曲线积分(2xcosyy2sinx)dx(2ycosyx2siny)dy与路径无关,并求其值。

(0,0)

八、选取n,使(x刃严$y)dy在XOY平面上除去X的负半轴和原点以外的开区G内的某个函数U(x,y)的全微分,

xy)

并求u(x,y).

A=ds

1(fx)2

2

(fy)dxdy,这与用

二重积分求面积不一样。

二、填空题

D

1.设

是圆锥面Z

x2

22y被圆柱面x

2

y

2ax所截的下部分,则

2.设

是球面:

x2

2

y

z22az,则曲面积分

222

(xyz)ds=

三、选择题

1.设

为Z2x2

2

y

在XY平面上方的曲面,则

ds=()

2

2

一、判断

1.二重积分也可看成是在平面片D上的第一类曲面积分。

2.设连续曲面片:

Zf(x,y),(x,y)D,则的面积为

1

(xy

yzzx)ds=

(A)

(C)

■1

0

2

(2

0'

4r2rdr

(B)

r2).14r2rdr

(D)

.14r2rdr

0

-“2j2

14rrdr

(A)

xds

(B)

x(x,y,z)ds

(C)

x2ds

(D)

22

(yz)(x,y,z)ds

.设

为球面x2

22yz

2

R,则=()

(A)4

2

R(B)

4R5

R4

(C)-

2

(D)

4R

5

2.设有一分布非均匀的曲面

,其面密度为

3

0

0

(x,y,z),则曲面对X轴的转动惯量为()

四、计算下列第一型曲面积分。

]

1.

(z2x

4

y)ds,其中

3

x

为平面一

2

1在第一卦限的部分。

2.

(xy

z)ds,为球面

R2上(zh且0ha)的部分。

 

3.

—2——ds,是柱面x2y2R2于平面Z=0和Z=h(h>0)之间的部分。

xyz

4.八(x2y2)ds,为锥面Zx2y2与平面Z=1所围成的区域的边界曲面。

五、求球面Zzx2y2在柱面x2y2ax内部的表面积。

22

xy

六、求旋转抛物面Z被平面Z=2所截的部分的质心坐标,假设其上各点的面密度为该点到Z

2

轴的距离的平方。

§0.5对坐标的曲面积分

一、判断题

1.设为x2y2z2R2在第一卦限部分,则的面积为

A=-[1Z;

z/dxdy

*22「

1XyXzdydz1

22

yxyzdzdx]

3Dxy

Dyz

Dzx

其中Dxy,

Dyz,Dzx分别为在各坐标面上投影区域。

()

2.因为xdydx

XCOS

」ds

ds—,(

V3

为x+y+z=1上侧),所以

xdxdy为第一类曲线积分。

—4

3.「zdxdy一

3

a3,为

222

xyz

a2的外侧。

()

二、填空题

1.zdxdy

xdydz

ydzdx=

为柱面x2

22

ya被平面Z=1和Z=4

所截得的在第一卦限内的部分。

2.设为平面3x+2y+23z=6在第一卦限的部分的上侧,将RdxdyPdydzQdzdx化为对

面积的曲面积分的结果为

、选择题

1.设流速场v{0,0,1},则流过球面xyza的流量值-()

(A)0(B)4R2

43

(C)—R3(D)1

3

2.设曲面为Z-0,:

x1,1

y1,方向向下,D为平面区域:

x1,y1,贝Udxdy-(

(a)1(B)dxdy

(C)-dxdy

(D)

0

22

3.设为Z-0(xy

R2)的上,则

(x2

2

y)dxdy-(

(A)

R2dxdy

x2y2R2

R4

(B)

R2dxdy

x2y2R2

 

2R3

(D)dr3dr

00

四、计算下列第二型曲面积分。

1.zdxdyxdydz,是平面x+y+z=2在第一卦限部分的外侧。

2.

222

(xyz)dydz2xydzdxzdxdy,柱面x

y21被平面z=i和z=0所截得部分的外

侧。

Z

eF22

3.©dxdy,为锥面Z^xy平面z=1和z=2所围成的立体表面的外侧。

Jx2y2

 

五、求流速场vxi

y2k穿过曲面zx2

y2与平面z=1所围成的立体表面的流量。

六、已知f(x,y,z)连续,

计算[f(x,y,z)

是平面x+y+z=1在第四卦限部分的外侧,

x]dydz[2f(x,y,z)y]dxdz[f(x,y,z)z]dxdy

 

一、断题

1•设

是球面x2

y2z2R2的外侧,

.为法矢的方向角。

V是所围成的立体,则

3

:

二(xcos

3

ycos

z3cos)ds=(3x2

v

3y23z2)dv4R5

()

1

2.空间立体的体积V[xdydzydzdxzdxdy]这是为的边界曲面之外侧。

()

 

3.梯度和旋度为

Z,散度是向量。

()

二、填空题

1设空间区域

是由曲面zaxy与平面z=0围成,其中a为正整数,记

的表面外侧

为s,的体积为

222

v,^Vxyzdydzxydxdzz(1xyz)dxdy。

S

2设Aexyicos(xy)jcos(xz2)R则divA=。

222

3设uln(xyz,贝ydiv(gradu)(1,1,1)=

rot(gradu)(计)=。

、选择题

2222

1.设f(u)具有连续导数,是曲面yxz与y8xz所围成立体表面之外侧,则()

1x1x

f()dydzf()dzdxzdxdy=()

y

yx

y

(A)

16(B)

-16

(C)

-8

(D)

因f(u)未知,故无法确定。

2.设

为球面x2

22yz

R2的外侧,

o

1

3(xdydz

ydzdxzdxdy)+()

(x2

22yz

)2

(A)

0(B)4

(C)4R2

(D)

单R3

3

3.设

是球面x2

22yz

a2的外侧,

zdzdy=()

(A)

0(B)

43

a

3

(C)4a3

1

(D)-

2

a4

、计算

(xyz)dydz(y

zx)dzdx

2zdxdy,是z1

x2y2

被z=0所截部分的外侧。

五、计算:

x3dydz[-f(y)y3]dzdx[丄f(')zzyz

x2y2z2R2的外侧。

六、算下列曲面积分。

222

1.(yz)dydz(zx)dxdz(xy)dxdy,为zxy(0zh)的下侧。

转而成的旋转曲面,它的法向量与y轴的正向的夹角恒大于-o

2

22

3.(2xz)dydzzdxdy,S为zxy(0z1)其法向量与轴正向的夹角为锐角。

七、求A(x2yz)i(y22x)j(z2xy)k的散度和旋度。

八、利用斯托克斯公式计算下列曲线积分。

2222

1.•:

•ydxzdyxdz,其中为圆周xyzR,x+y+z=a,从X轴正向看去,这圆周是逆时针方向。

九、流体在空间流动,流体的密度u处处相同(设u=1)已知流速Vxz2iyx2jzy2k,求流体在

单位时间内流过曲面:

x2y2z22z的流量(流向外侧)和沿曲线L:

x2y2z22z,

z=1的环流量(从z轴正向看去是逆时针方向。

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