问题
问答题
设其中
.
(Ⅰ)选取参数λ,使得
在区域D=(x,y)|y>0内与路径无关;
(Ⅱ)选取参数λ,使得Pdx+Qdy在D上存在原函数并求出全体原函数.
答案
参考答案:
(Ⅰ)这里区域D是单连通的,P,Q在D上有连续的偏导数,于是
在D内与路径无关
即在区域D上
因此,仅当λ=-1时
在D内与路径无关.
(Ⅱ)只要P,Q在D上连续,则
Pdx+Qdy在D上存在原函数
在D内与路径无关.
因此,由题(Ⅰ)知仅λ=-1时Pdx+Qdy在D存在原函数,下求原函数u(du=Pdx+Qdy):
方法1°不定积分法,由
对x积分
注意
再由
因此求得Pdx+Qdy的全体原函数为
方法2°特殊路径积分法.
取(x0,y0)=(0,1)及积分路径为折线如图,则
因此,全体原函数为
解析:
把题(Ⅰ)与题(Ⅱ)合起来用如下解法更简便些.
积分
在D内与路径无关
Pdx+Qdy在区域D上存在原函数u(x,y)
存在u(x,y)使得
由
对x积分得
由
得
因此求得:λ=-1,且此时C′(y)=0,C(y)=C. 由
式得