曲线积分的计算
张元博问了这么一道题:计算曲线积分∮C((x+1)2+(y−2)2)ds,其中C表示曲面x2+y2+z2=1与x+y+z=1的交线.
解:我是利用常规的三角换元解决的.联立方程有
{x2+y2+z2=1x+y+z=1⇒(x−12+y2)2+34(y−13)2=13.
令
{x−12+y2=1√3cosθ√32(y−13)=1√3sinθ⇒{x=13−13sinθ+1√3cosθy=13+23sinθz=1−x−y=13−13sinθ−1√3cosθ
则ds=√(x′(θ))2+(y′(θ))2+(z′(θ))2=√63.
因此
∮C((x+1)2+(y−2)2)ds=√63∫2π0(59sin2θ+13cos2θ−289sinθ+83√3cosθ−23√3sinθcosθ+419)dθ=√63×5=5√63.