题目
int_(C) y , ds = int_(C) |y| , ds,则积分曲线 C 可以是()。A. 右半圆周 x^2 + y^2 = 1B. 左半圆周 x^2 + y^2 = 1C. 圆周 x^2 + y^2 = 1D. 上半圆周 x^2 + y^2 = 1
$\int_{C} y \, ds = \int_{C} |y| \, ds$,则积分曲线 $C$ 可以是()。
A. 右半圆周 $x^2 + y^2 = 1$
B. 左半圆周 $x^2 + y^2 = 1$
C. 圆周 $x^2 + y^2 = 1$
D. 上半圆周 $x^2 + y^2 = 1$
题目解答
答案
D. 上半圆周 $x^2 + y^2 = 1$
解析
本题考查对第一类曲线积分性质的理解以及不同曲线方程的特点。解题的关键在于分析在不同曲线$C$上$y$与$\vert y\vert$的关系,若$y\geq0$,则$y = \vert y\vert$,此时$\int_{C} y \, ds = \int_{C} |y| \, ds$成立。
下面对每个选项进行分析:
- 选项A:右半圆周$x^2 + y^2 = 1$($x\geq0$)
右半圆周上$y$的取值范围是$[-1,1]$,当$y\lt0$时,$y\neq\vert y\vert$。例如,在右半圆周上取点$(\frac{\sqrt{2}}{2},-\frac{\sqrt{2}}{2})$,此时$y = -\frac{\sqrt{2}}{2}$,$\vert y\vert=\frac{\sqrt{2}}{2}$,$y\neq\vert y\vert$,所以$\int_{C} y \, ds \neq \int_{C} |y| \, ds$,该选项错误。 - 选项B:左半圆周$x^2 + y^2 = 1$($x\leq0$)
左半圆周上$y$的取值范围同样是$[-1,1]$,当$y\lt0$时,$y\neq\vert y\vert$。比如在左半圆周上取点$(-\frac{\sqrt{2}}{2},-\frac{\sqrt{2}}{2})$,$y = -\frac{\sqrt{2}}{2}$,$\vert y\vert=\frac{\sqrt{2}}{2}$,$y\neq\vert y\vert$,所以$\int_{C} y \, ds \neq \int_{C} |y| \, ds$,该选项错误。 - 选项C:圆周$x^2 + y^2 = 1$
圆周上$y$的取值范围是$[-1,1]$,当$y\lt0$时,$y\neq\vert y\vert$。例如在圆周上取点$(0,-1)$,$y = -1$,$\vert y\vert = 1$,$y\neq\vert y\vert$,所以$\int_{C} y \, ds \neq \int_{C} |y| \, ds$,该选项错误。 - 选项D:上半圆周$x^2 + y^2 = 1$($y\geq0$)
上半圆周上$y$的取值范围是$[0,1]$,对于任意的$y$在该区间内,都有$y = \vert y\vert$。根据第一类曲线积分的性质,若被积函数在积分曲线上处处相等,则积分值相等,所以$\int_{C} y \, ds = \int_{C} |y| \, ds$,该选项正确。