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107 學年度台綜大微積分 A 第 10 題

考題 / 轉學考微積分 / 台綜大 / 微積分A

107學年度 · 107台綜大微積分A · 第 10 題

題目

10. (10 Points) Evaluate the line integral ∫C(yex+sin⁡y) dx+(ex+xcos⁡y) dy\int_C (ye^x+\sin y)\,dx+(e^x+x\cos y)\,dy along the curve C:r(t)=(t2+1)i+(t2−1)j, 0≤t≤2C:r(t)=(t^2+1)\mathbf{i}+(t^2-1)\mathbf{j},\ 0\le t\le 2. Hint: you may find a potential function ff of the vector field F(x,y)=(yex+sin⁡y)i+(ex+xcos⁡y)jF(x,y)=(ye^x+\sin y)\mathbf{i}+(e^x+x\cos y)\mathbf{j}, i.e. find ff so that F=∇fF=\nabla f.

解答

解法一

向量場為保守場;一個勢函數為

f(x,y)=yexp⁡(x)+xsin⁡y.f(x,y)=y\exp(x)+x\sin y.

曲線起點為 (1,−1)(1,-1),終點為 (5,3)(5,3),故線積分只需取勢函數差:

f(5,3)−f(1,−1)=3e5+e+5sin⁡3+sin⁡1.f(5,3)-f(1,-1) =\boxed{3e^5+e+5\sin3+\sin1}.