来自西南石油大学-陈仕志发布于:2024-05-12 19:53:54
题目: 计算曲线积分 ∫C(x2+y2+z2)ds,其中 C 是由参数方程 x=cos3t,y=sin3t,z=t(0≤t≤2π)给出的曲线。 解析: 首先,我们需要找到曲线 C 的弧长元素 ds。 对于参数方程 x=cos3t,y=sin3t,z=t,我们有: dx=−3cos2tsintdt,dy=3sin2tcostdt,dz=1dt 弧长元素 ds 可以通过以下公式计算: ds=(dx)2+(dy)2+(dz)2 =(−3cos2tsint)2+(3sin2tcost)2+12dt =9cos4tsin2t+9sin4tcos2t+1dt =9cos2tsin2t(cos2t+sin2t)+1dt =9cos2tsin2t+1dt 接下来,我们将 ds 代入到曲线积分中: ∫C(x2+y2+z2)ds=∫02π(cos6t+sin6t+t2)9cos2tsin2t+1dt 这个积分相对复杂,因为它包含了一个根号项和一个高次多项式。通常,这样的积分没有简单的解析解,但我们可以使用数值方法(如Simpson's rule, Trapezoidal rule, Monte Carlo integration等)来近似求解。 由于这里我们主要关注解析过程,而不是具体的数值解,所以我们将停止在这里。在实际应用中,你可以使用你选择的数值方法来计算这个积分的近似值。
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