沈阳城市建设学院 基础教研部 辽宁沈阳 110167
摘要:曲线积分的计算在考研数中具有重要的地位,是一个重要的考点。而对称性经常作为解题的重要方法,定积分、重积分的相关性质结论比较完善,但曲线相应性质尚不完善。本文给出了积分区域具有对称性,曲线积分性质。同时对比了各种积分此类性质的异同,并且通过实例说明了这类性质的应用方法及该方法的优越性。同时,对于曲线积分的计算,也给出了,曲线方程的不同转化方式,同时,比较了各类方法的异同和优势。
关键词:曲线积分 对称性 奇偶性参数化
定积分的对称性在计算时可起到简化计算的作用,二重积分、三重积分也有类似的性质。对于第一类曲线积分、此类结论尚不完善,现将各种积分此类性质进行归纳,总结如下:
一、对称性在第一类曲线积分中的应用
Th1、设函数在平面曲线上连续,关于轴对称,
,为的上半部分。
注:关于轴对称有类似的结论。
Th2、设函数在曲线上连续,关于面对称,
,为的上半部分。
注:关于面及面对称有类似的结论。
。
解:关于轴对称,关于为奇函数,。
二、第一类曲线积分的一题多解
在曲线积分计算中,以曲线积分:,(其中C: ,在x轴上方由到的曲线段)为例,通过以下几种方法求解此题。
法一,以圆的参数方程将积分曲线参数化:
;
法二,以极坐标方程将曲线参数化:
由此,可提示学生,对于圆心在坐标轴上的圆且在参数化时,可以采取不同的形式,相应的参数取值范围自然也不同。同时,两种方法在解题过程中都要注意曲线积分转化后积分限的不同。接下来,引导学生复习计算对坐标曲线积分的格林公式,并且,注意公式成立的条件,及条件不满足时的如何去解决法。
由此,得到法三,利用补线,通过格林公式, 其中,,,由格林公式,
,
而,
由法三,使学生体会到当格林公式的条件不满足时,即曲线不封闭和曲线方向为负向时,可通过补线及加负号计算积分。
结束语
曲线积分的计算在考研数中时经常出现的考点,而对称性作为解题的重要方法,本文得出结论,积分区域具有对称性,曲线积分的性质,通过实例说明了这类性质的应用方法及该方法的优越性。同时,对于曲线积分的计算,对曲线方程的不同转化方式,可以帮助学生在考研数中实现快速解题。
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项目编号:JG202314,应用型本科院校混合式教学下高等数学课程创新模式研究及实践,校级一般项目