方程为
yyx,(axa),记L1L2分别为L位于y轴的右半部分与左半部分,L1L2分别在x轴上的投影方向相同,函数Pxy在L上连续,那么
(1)当Pxy关于x为奇函数时,则
Pxydx0L
(2)当Pxy关于x为偶函数时,则
Pxydx2Pxydx
L
L1
证明依定理条件不妨设
L1:yyx,x从点0变到点a
L2:yyx,x从点a变到点0
于是由对坐标曲线积分的性质及计算方法有
PxydxPxydxPxydx
L
L1
L21
f0
Pxyxdxa
对右端第2个积分,令xt,有
0
a
PxyxdxPtytdt
a
0
因此有
a
a
LPxydxPxyxdxPxyxdx
0
0
a
PxyxPxyxdx
0
故(1)当Pxy在L上关于x为奇函数时,有
a
LPxydxPxyxPxyxdx
0
a
0dx0
0
(2)当Pxy在L上关于x为偶函数时,有
a
LPxydxPxyxPxyxdx
0
a
2Pxyxdx
0
2PxydxL1
注:对于Qxydy有类似定理4的结论L
例3计算Ixy2dxx2y2si
ydy,其中L为x2y2a2(a>0)按
L
逆时针方向从点A(a,0)到点B(a,0)的上半圆周
解可将原式改写为3个曲线积分的代数和,即
Ix2y2dx2xydxx2y2si
ydy
L
L
L
依题设条件分析知,等式右端第一、第二、第三个曲线积分满足定理4,故有
0
Ix2y2dx2x2y2dx2x2a2x2dx2a3
L
L1
a
f二
曲面积分
(一)第一类曲面积分的对称问题
定理5设函数fxyz在光滑(或分片光滑)曲面上可积,且对称于xoy(或yoz
或zox)坐标面,则
(1)当fxyz是关于z,x和y的偶函数时,fxyzds8fxyzds(其
1
中1是位于对称坐标面一侧的部分)
(2)当fxyz是关于z,x和y的奇函数时,fxyzds0
推论设函数fxyz在光滑(或分片光滑)曲面上可积,且关于
xoyyozzox坐标面均对称,则
(1)当fxyz是关于z,x和y的偶函数时,fxyzds8fxyzds(其
1
中1是在第Ⅰ卦限的部分)
(2)当fxyz是关于z,x和y中至少某一变量的奇函数时,fxyzds0
例4
计算
x2
yy2
z2
ds,其中:平面z0,zH之间的圆柱面x2
y2
R2
解:因为积分曲面对称于zox坐标面,且被积函数fxyz
x2
yy2
z2
是关于
y
的奇函数,所以
x2
yy2
z2
ds
0
z
H
o
y
R
x
例5计算x6a2x2y2ds,其中:x2y2z2a2解:令1:x2y2z2a2,0xa,0ya,0za,则D1:x2y2
≤a20xa0ya
fds
1
z
2x
z
2y
dxdy
a
dxdy
a2x2y2
因为
对称于三个坐r