第41题
计算 $\oint_L xy\,dx$,其中 $L$ 是圆周 $(x-a)^2+y^2=a^2\ (a>0)$ 及 $x$ 轴所围成的在第一象限内的区域的边界(按逆时针方向)。
答案
$-\dfrac{\pi a^3}{2}$
第二类曲线积分 参数方程 分段积分

📋 解题步骤

1
分解积分路径
$L=L_1+L_2$,其中 $L_1$ 为上半圆弧,$L_2$ 为 $x$ 轴线段从 $(0,0)$ 到 $(2a,0)$。
2
参数化计算L1
$L_1: x=a+a\cos t,\ y=a\sin t,\ t:0\to\pi$,$dx=-a\sin t\,dt$,代入得 $I_1=-\frac{\pi a^3}{2}$。
3
计算L2
$L_2$ 上 $y=0$,故 $I_2=\int_{L_2}xy\,dx=0$。
4
求和
$\oint_L xy\,dx=I_1+I_2=-\frac{\pi a^3}{2}$。
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