问题
问答题
设函数ψ(y)具有连续导数,在围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线L上,曲线积分
的值恒为同一常数.
(Ⅰ)证明:对右半平面x>0内的任意分段光滑简单闭曲线C,有
;
(Ⅱ)求函数ψ(y)的表达式.
答案
参考答案:[详解] (Ⅰ)如图,将C分解为:C=l1+l2,另作一条曲线l3围绕原点且与C相接,则
[*]
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(Ⅱ)利用(Ⅰ)的结果,知[*]
即有 -4x2y+2y5=ψ'(y)(2x2+y4)-ψ(y)·4y3,
得 ψ'(y)=-2y,yψ'(y)-4ψ(y)=2y2,
解第一个微分方程,得ψ(y)=-y2+C,再代入第二个方程得C=0,故ψ(y)=-y2.
解析:
[分析]: 证明(Ⅰ)的关键是如何将封闭曲线C与围绕原点的任意分段光滑简单闭曲线相联系,这可利用曲线积分的可加性将C进行分解讨论;而(Ⅱ)中求ψ(y)的表达式,显然应用积分与路径无关即可.
[评注] 本题难度较大,关键是如何将待求解的问题转化为可利用已知条件的情形.