题目
31.(2.0分)【判断题】设L是三个顶点分别在(0,0)、(3,0)和(3,2)的三角形正向边界,则曲线积分oint_(L)(3x-y+7)dx+(8y+2x-8)dy=9.A 对B 错
31.(2.0分)【判断题】设L是三个顶点分别在(0,0)、(3,0)和(3,2)的三角形正向边界,则曲线积分$\oint_{L}(3x-y+7)dx+(8y+2x-8)dy=9.$
A 对
B 错
题目解答
答案
设 $P(x, y) = 3x - y + 7$,$Q(x, y) = 8y + 2x - 8$,则
\[
\frac{\partial Q}{\partial x} = 2, \quad \frac{\partial P}{\partial y} = -1.
\]
由格林定理得
\[
\oint_{L} P \, dx + Q \, dy = \iint_{D} \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right) \, dA = \iint_{D} 3 \, dA.
\]
三角形面积 $A = \frac{1}{2} \times 3 \times 2 = 3$,故
\[
\iint_{D} 3 \, dA = 3 \times 3 = 9.
\]
因此,曲线积分值为9,答案为 $\boxed{A}$。
解析
本题考查格林公式的应用。解题思路是先判断曲线积分是否满足格林公式的条件,若满足则利用格林公式将曲线积分转化为二重积分,再计算二重积分的值,最后与题目所给结果进行比较。
- 首先明确格林公式:设闭区域 $D$ 由分段光滑的曲线 $L$ 围成,函数 $P(x,y)$ 及 $Q(x,y)$ 在 $D$ 上具有一阶连续偏导数,则有$\oint_{L}Pdx + Qdy=\iint_{D}(\frac{\partial Q}{\partial x}-\frac{\partial P}{\partial y})dA$,其中 $L$ 是 $D$ 的取正向的边界曲线。
- 对于本题,已知曲线积分$\oint_{L}(3x - y + 7)dx+(8y + 2x - 8)dy$,令$P(x,y)=3x - y + 7$,$Q(x,y)=8y + 2x - 8$。
- 计算$\frac{\partial Q}{\partial x}$和$\frac{\partial P}{\partial y}$:
- 根据求导公式$(X^n)^\prime=nX^{n - 1}$,对$Q(x,y)=8y + 2x - 8$关于$x$求偏导数,$y$看作常数,可得$\frac{\partial Q}{\partial x}=\frac{\partial(8y + 2x - 8)}{\partial x}=2$。
- 对$P(x,y)=3x - y + 7$关于$y$求偏导数,$x$看作常数,可得$\frac{\partial P}{\partial y}=\frac{\partial(3x - y + 7)}{\partial y}=-1$。
- 由格林公式可得:
- $\oint_{L}(3x - y + 7)dx+(8y + 2x - 8)dy=\iint_{D}(\frac{\partial Q}{\partial x}-\frac{\partial P}{\partial y})dA$,将$\frac{\partial Q}{\partial x}=2$,$\frac{\partial P}{\partial y}=-1$代入,得到$\iint_{D}(2-(-1))dA=\iint_{D}3dA$。
- 计算二重积分$\iint_{D}3dA$:
- 已知 $D$ 是三个顶点分别在$(0,0)$、$(3,0)$和$(3,2)$的三角形区域,根据三角形面积公式$S = \frac{1}{2}\times底\times高$,这里底为$3$,高为$2$,所以三角形面积$A=\frac{1}{2}\times3\times2 = 3$。
- 而$\iint_{D}3dA = 3\iint_{D}dA$,$\iint_{D}dA$表示区域 $D$ 的面积,即$\iint_{D}dA = 3$,所以$\iint_{D}3dA=3\times3 = 9$。
- 因为计算得到曲线积分的值为$9$,与题目中所给结果一致。