题目
25. (2.0分) 设L为光滑曲线,f(x,y)为连续函数,且f(x,y)≥0,则int_(L)f(x,y)dx≥0.A. 对B. 错
25. (2.0分) 设L为光滑曲线,f(x,y)为连续函数,且f(x,y)≥0,则$\int_{L}f(x,y)dx≥0.$
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查对曲线积分性质的理解。解题的关键在于明确曲线积分的值不仅与被积函数有关,还与曲线的方向有关。
对于曲线积分$\int_{L}f(x,y)dx$,设曲线$L$的参数方程为$\begin{cases}x = x(t)\\y = y(t)\end{cases}$,$t$从$t_1$变到$t_2$,则曲线积分$\int_{L}f(x,y)dx=\int_{t_1}^{t_2}f(x(t),y(t))x^\prime(t)dt$。
虽然已知$f(x,y)\geq0$,但$x^\prime(t)$的正负是不确定的。当$x^\prime(t)$在积分区间$[t_1,t_2]$上有正有负时,$\int_{t_1}^{t_2}f(x(t),y(t))x^\prime(t)dt$的值就不一定大于等于$0$。
下面通过一个具体例子来说明:
设曲线$L$为从点$(1,0)$到点$(0,0)$再到点$(1,0)$的折线,$f(x,y)=1$(满足$f(x,y)\geq0$)。
- 从点$(1,0)$到点$(0,0)$,此时$x$从$1$减小到$0$,$dx\lt0$,这一段曲线积分$\int_{L_1}1\cdot dx=\int_{1}^{0}1\cdot dx=x\big|_{1}^{0}=0 - 1=-1$。
- 从点$(0,0)$到点$(1,0)$,此时$x$从$0$增大到$1$,$dx\gt0$,这一段曲线积分$\int_{L_2}1\cdot dx=\int_{0}^{1}1\cdot dx=x\big|_{0}^{1}=1 - 0 = 1$。
那么整个曲线$L$上的曲线积分$\int_{L}f(x,y)dx=\int_{L_1}f(x,y)dx+\int_{L_2}f(x,y)dx=-1 + 1=0$。
若改变曲线方向,从点$(1,0)$到点$(0,0)$这一段积分不变为$-1$,从点$(0,0)$到点$(1,0)$这一段积分变为$-1$,此时$\int_{L}f(x,y)dx=-1+( - 1)=-2\lt0$。
所以仅根据$f(x,y)\geq0$不能得出$\int_{L}f(x,y)dx\geq0$,该命题是错误的。