多元函数微积分 / 曲线积分 / 参数化或格林公式
已知 $L$ 为 $x^2+y^2=25$ 的正向边界,则 $\displaystyle\oint_L(x-3y)dx+(3x+7y^2)dy=$____.
正确答案
$150\pi$
题目解析
设 $P(x,y)=x-3y$,$Q(x,y)=3x+7y^2$,则 $\dfrac{\partial Q}{\partial x}=3$,$\dfrac{\partial P}{\partial y}=-3$,故 $\dfrac{\partial Q}{\partial x}-\dfrac{\partial P}{\partial y}=6$。由格林公式,$$\oint_L P\,dx+Q\,dy=\iint_D \left(\dfrac{\partial Q}{\partial x}-\dfrac{\partial P}{\partial y}\right) d\sigma=\iint_D 6\,d\sigma=6\cdot \text{区域 }D\text{ 面积}$$。其中 $D$ 为圆 $x^2+y^2\leq 25$,面积为 $\pi\cdot 5^2=25\pi$,所以积分值为 $6\times 25\pi=150\pi$。故答案为 $150\pi$。