题目
oint_(Gamma) dx - dy + ydz = ( ),其中 Gamma 为有向闭折线 ABCA,这里 A、B、C 依次为点 (1,0,0),(0,1,0) 和 (0,0,1)。 A (1)/(2) B (3)/(2) C 1 D 2
$\oint_{\Gamma} dx - dy + ydz = (\quad)$,其中 $\Gamma$ 为有向闭折线 $ABCA$,这里 $A$、$B$、$C$ 依次为点 $(1,0,0)$,$(0,1,0)$ 和 $(0,0,1)$。
A $\frac{1}{2}$
B $\frac{3}{2}$
C $1$
D $2$
题目解答
答案
将闭合路径 $\Gamma$ 分为三段:$AB$、$BC$、$CA$,分别参数化并计算积分。
1. **路径 $AB$:**
$x = 1 - t$,$y = t$,$z = 0$,$t$ 从 0 到 1。
积分:$\int_0^1 (-2) \, dt = -2$。
2. **路径 $BC$:**
$x = 0$,$y = 1 - t$,$z = t$,$t$ 从 0 到 1。
积分:$\int_0^1 (2 - t) \, dt = \frac{3}{2}$。
3. **路径 $CA$:**
$x = t$,$y = 0$,$z = 1 - t$,$t$ 从 0 到 1。
积分:$\int_0^1 1 \, dt = 1$。
总积分:$-2 + \frac{3}{2} + 1 = \frac{1}{2}$。
答案:$\boxed{A}$。
解析
步骤 1:参数化路径 $AB$
- 从点 $A(1,0,0)$ 到点 $B(0,1,0)$,可以参数化为 $x = 1 - t$,$y = t$,$z = 0$,其中 $t$ 从 0 到 1。
- 计算积分 $\int_0^1 (-2) \, dt = -2$。
步骤 2:参数化路径 $BC$
- 从点 $B(0,1,0)$ 到点 $C(0,0,1)$,可以参数化为 $x = 0$,$y = 1 - t$,$z = t$,其中 $t$ 从 0 到 1。
- 计算积分 $\int_0^1 (2 - t) \, dt = \frac{3}{2}$。
步骤 3:参数化路径 $CA$
- 从点 $C(0,0,1)$ 到点 $A(1,0,0)$,可以参数化为 $x = t$,$y = 0$,$z = 1 - t$,其中 $t$ 从 0 到 1。
- 计算积分 $\int_0^1 1 \, dt = 1$。
步骤 4:计算总积分
- 总积分:$-2 + \frac{3}{2} + 1 = \frac{1}{2}$。
- 从点 $A(1,0,0)$ 到点 $B(0,1,0)$,可以参数化为 $x = 1 - t$,$y = t$,$z = 0$,其中 $t$ 从 0 到 1。
- 计算积分 $\int_0^1 (-2) \, dt = -2$。
步骤 2:参数化路径 $BC$
- 从点 $B(0,1,0)$ 到点 $C(0,0,1)$,可以参数化为 $x = 0$,$y = 1 - t$,$z = t$,其中 $t$ 从 0 到 1。
- 计算积分 $\int_0^1 (2 - t) \, dt = \frac{3}{2}$。
步骤 3:参数化路径 $CA$
- 从点 $C(0,0,1)$ 到点 $A(1,0,0)$,可以参数化为 $x = t$,$y = 0$,$z = 1 - t$,其中 $t$ 从 0 到 1。
- 计算积分 $\int_0^1 1 \, dt = 1$。
步骤 4:计算总积分
- 总积分:$-2 + \frac{3}{2} + 1 = \frac{1}{2}$。