ÔN TẬP CUỐI HỌC KỲ
Môn: Giải tích 2
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Thor
Họ và tên:
MSSV:
Chủ đề 2: Tích phân đường
1 Tích phân đường loại 1
Tích phân đường loại 1 là tích phân có dạng:
f dl
C
Tính chất:
1 Là tích phân không phụ thuộc vào đường đi của C
2 Độ dài đường C : L =
1dl
C
f dl =
C
f dl +
C1
f dl
C2
Phương pháp giải:
1 Nếu C : y = y(x), x : x1 → x2 thì ta đổi dl thành dx theo công thức: dl =
2 Nếu C :
x = x(t)
y = y(t)
, t : t1 → t2 thì ta đổi dl thành dt theo công thức: dl =
Bài tập:
1
2
3
1
1 + y (x)2 dx
x (t)2 + y (t)2 dt
2 Tích phân đường loại 2
Tích phân đường loại 2 là tích phân có dạng:
P dx + Qdy
C
Tính chất:
1 Là tích phân phụ thuộc vào đường đi. Đổi chiều đường đi thì tích phân đổi dấu.
B
A
P dx + Qdy = −
A
P dx + Qdy
B
2 Nếu C = C1 ∪ C2 , C1 ∩ C2 = ∅ :
P dx + Qdy =
C
P dx + Qdy +
C1
P dx + Qdy
C2
Phương pháp giải:
1 Đưa dy về dx theo công thức dy = y (x)dx hoặc đưa dx về dy theo công thức dx = x (y)dy.
x2
Nếu C : y = y(x), x : x1 → x2 thì I =
[P + Q.y (x)]dx
P dx + Qdy =
x1
y2
C
Nếu C : x = x(y), y : y1 → y2 thì I =
P dx + Qdy = [P.x (y) + Q]dy
y1
C
2 Đưa dx, dy về dt theo công thức dx = x (t)dt, dy = y (t)dt
x = x(t)
y = y(t)
Nếu C :
t2
, t : t1 → t2 thì I =
P dx + Qdy = [P.x (t) + Q.y (t)]dt
t1
C
Bài tập:
x2 dx + 2xydy với C là đoạn nối 2 điểm từ O(0, 0) đến A(1, 1) theo:
1 Tính I =
C
a. Đoạn thẳng OA
b. Parabol y = x2
c. Đường tròn x2 + y 2 = 2x theo cùng chiều kim đồng hồ (chiều âm)
Hướng dẫn:
a. C : y = x, x : 0 → 1
1
x2 dx + 2xydy = (x2 + 2x2 )dx = 1
I=
0
C
b. C : y = x2 , x : 0 → 1
1
17
15
x2 dx + 2xydy = (x2 + 2x.x2 .2x)dx =
I=
0
C
π
x = cos t + 1
,t : π →
y = sin t
2
c. C :
π
2
2
x dx + 2xydy = [(cos t + 1)2 .(− sin t) + 2(cos t + 1) sin t. cos t]dt
I=
π
C
π
2
π
2
= [(cos t + 1)2 − 2(cos t + 1) cos t]d(cos t) = (1 − cos2 t)d(cos t) =
π
π
(4x − y)dx + 5x2 ydy với C là parabol y = 3x2 đi từ điểm O(0, 0) đến điểm B(1, 3).
2 Tính I =
C
Hướng dẫn:
C : y = 3x2 , x : 0 → 1
1
I = (4x − y)dx + 5x2 ydy = (4x − 3x2 + 5x2 .3x2 .6x)dx = 16
C
2
3
0
2
xydx − y 2 dy với C là parabol y 2 = 2x đi từ điểm O(0, 0) đến điểm A(2, 2).
3 Tính I =
C
Hướng dẫn:
y2
C : x = ,y : 0 → 2
2
I=
C
2
8
15
2
xydx − y 2 dy = ( y2 .y.y − y 2 )dy =
0
x2 ydx + ydy với C là chu tuyến dương của miền giới hạn bởi y = x2 , x = y 2 .
4 Tính I =
C
Hướng dẫn:
C1 : y = x 2 , x : 0 → 1
Gọi
thì C = C1 ∪ C2
C2 : x = y 2 , y : 1 → 0
I = x2 ydx + ydy = x2 ydx + ydy + x2 ydx + ydy
C
C1
C2
0
1
= (x2 .x2 + x2 .2x)dx + (y 4 .y.2y + y)dy =
1
0
7
11
3
−
=−
10 14
35
(x2 + 2y)dx + y 2 dy với C là đường y = 1 − |1 − x|, x đi từ 0 đến 2.
5 Tính I =
C
Hướng dẫn:
C1 : y = 1 − (x − 1) = 2 − x, x : 1 → 2
Gọi
thì C = C1 ∪ C2
C2 : y = 1 − (1 − x) = x, x : 0 → 1
I = (x2 + 2y)dx + y 2 dy = (x2 + 2y)dx + y 2 dy + (x2 + 2y)dx + y 2 dy
C
C1
C2
2
1
= [x2 + 2(2 − x) + (2 − x)2 .(−1)]dx + [x2 + 2x + x2 ]dx = 3 +
1
0
14
5
=
3
3
xydx − (x2 + y 2 − 2x)dy với C là nửa trên đường tròn (x − 1)2 + y 2 = 4 theo ngược
6 Tính I =
C
chiều kim đồng hồ (chiều dương).
Hướng dẫn:
x = 2 cos t + 1
C:
,t : 0 → π
y = 2 sin t
π
xydx − (x2 + y 2 − 2x)dy = [(2 cos t + 1).2 sin t.(−2 sin t) − 3.2 cos t]dt = −2π
I=
0
C
2ydx + xdy với C là cung ellipse x2 + 3y 2 = 3 đi từ (0, 1) đến giao điểm đầu tiên
7 Tính I =
C
của ellipse với đường thẳng y = x theo cùng chiều kim đồng hồ (chiều âm).
Hướng dẫn:√
x = 3 cos t
C:
y = sin t
√
√
π
π
3 cos t = 0
Tại (0, 1) :
⇒ t = . Tại giao điểm : sin t = 3 cos t ⇒ t =
sin t = 1
2
3
√
π
π
x = 3 cos t
,t : →
⇒C:
y = sin t
2
3
π
3
√
√
I = 2ydx + xdy = [2 sin t.(− 3 sin t) + 3 cos t. cos t]dt
C
π
3
π
2
√
= [− 3(1 − cos 2t) +
π
2
√
3
(1 + cos 2t)]dt =
2
π
3
√
−
π
2
3
3
2
+
√
3 3
2
√
π 3 9
cos 2t dt =
+
12
8
√
x2 dx + xdy với C là cung ellipse 3x2 + y 2 = 9 đi từ điểm ( 3, 0) đến giao điểm đầu
C
√
tiên của ellipse với đường y = 3x theo cùng chiều kim đồng hồ (chiều âm).
8 Tính I =
Hướng dẫn:√
x = 3 cos t
C:
y = 3 sin t
√
√
√
√ √
3π
3 cos t = 3
Tại ( 3, 0) :
⇒ t = 0. Tại giao điểm : 3 sin t = 3. 3 cos t ⇒ t = −
3 sin t = 0
4
√
3π
x = 3 cos t
⇒C:
,t : 0 → −
y = 3 sin t
4
− 3π
4
√
√
I = x2 dx + xdy =
[3 cos2 t.(− 3 sin t) + 3 cos t.3 cos t]dt
0
C
− 3π
4
3π
√ −4
√
√
2
=
3 3 cos td(cos t) + 3 3
cos2 tdt = 3 cos3 t
0 √
0
√
√
3+ 6
9 3π
−
=−
8
4
− 3π
4
0
√
+3 3
1
t
2
+
sin 2t
4
− 3π
4
0
(2x2 + y)dx − xdy với C là biên của miền được giới hạn bởi y = x2 − 2x, y = x theo
9 Tính I =
C
cùng chiều kim đồng hồ (chiều âm).
Hướng dẫn:
C1 : y = x, x : 0 → 3
Gọi
thì C = C1 ∪ C2
C2 : y = x2 − 2x, x : 3 → 0
I = (2x2 + y)dx − xdy = (2x2 + y)dx − xdy + (2x2 + y)dx − xdy
C
3
C1
C2
0
= [(2x2 + x) − x]dx + [2x2 + x2 − 2x − x(2x − 2)]dx = 18 − 9 = 9
0
3
(x − y)dx + (x + 2y)dy với C là phần đường tròn x2 + y 2 = 4
C
√
đi từ điểm (−2, 0) đến giao điểm thứ nhất của đường tròn với y = − 3x tính theo chiều KĐH.
Đáp số: 32 − 4π
3
10 [181-DT] Tính tích phân sau đây
11 [182-CA1] Cho miền phẳng D : x2 + y 2
4, x
(x − 1)dy − ydx
x2 + y 2
C
√
Đáp số: 23 + 4π
3
I=
4
1 và C là biên định hướng dương của D. Tính
3 Công thức Green (Đường 2 → Bội 2)
Cho đường cong kín C bao quanh miền D. P, Q là các hàm khả vi liên tục trên D. Khi đó:
P dx + Qdy = ±
I=
C
Qx − Py dxdy
D
Lấy dấu + nếu C là chu tuyến dương (đứng trên C, miền D nằm bên trái)
Lấy dấu − nếu C là chu tuyến âm (đứng trên C, miền D nằm bên phải)
Bài tập:
x2 ydx + ydy với C là chu tuyến dương của miền giới hạn bởi y = x2 , y 2 = x.
1 Tính I =
C
Hướng dẫn:
√
1
x2 ydx + ydy = +
Áp dụng công thức Green: I =
C
(0 − x2 )dxdy =
0
Dxy
2(x2 + y 2 )dx + (x + y)2 dy với C là chu tuyến của
2 Tính I =
x
−x2 dy = −
dx
x2
3
35
ABC, A(2, 1), B(6, 1), C(4, 3)
C
lấy ngược chiều kim đồng hồ (chiều dương).
Hướng dẫn:
Phương trình AC : y = x − 1, BC : y = 7 − x
Áp dụng công thức Green: I = 2(x2 + y 2 )dx + (x + y)2 dy = +
C
7−y
3
=
3
(2x − 2y)dx = [(7 − y)2 − (y + 1)2 − 2y(7 − y − y − 1)]dy =
dy
y+1
1
[2(x + y) − 2.2y]dxdy
Dxy
1
56
3
x2 ydx − (x + x2 )y 2 dy với C là đường tròn x2 + y 2 = 1, lấy ngược chiều kim đồng hồ.
3 Tính I =
C
Hướng dẫn:
Gọi Dxy : x2 + y 2 1
Áp dụng công thức Green: I =
x2 ydx − (x + x2 )y 2 dy = +
C
[−(1 + 2x)y 2 − x2 ]dxdy
Dxy
(−y 2 − 2xy 2 − x2 )dxdy
=
Dxy
Ta có Dxy là miền đối xứng qua trục Oy (x = 0), −2xy 2 là hàm lẻ đối với x ⇒
−2xy 2 dxdy = 0
Dxy
2π
(−y 2 − x2 )dxdy =
⇒I=
1
dϕ −r2 .rdr = −
0
Dxy
0
π
2
x2 ydx − xy 2 dy với C là đường tròn x2 + y 2 = 9, lấy cùng chiều kim đồng hồ.
4 Tính I =
C
Hướng dẫn:
Gọi Dxy : x2 + y 2 9
Áp dụng công thức Green: I =
x2 ydx − xy 2 dy = −
C
2π
3
dϕ r2 .rdr =
=
0
0
Dxy
(−y 2 − x2 )dxdy =
(x2 + y 2 )dxdy
Dxy
81π
2
(4x−2y)dx−(2x+3y)dy với C là chu tuyến dương của hình tròn (x−1)2 +(y+1)2 = 4
5 Tính I =
C
lấy cùng chiều kim đồng hồ.
5
Hướng dẫn:
Gọi Dxy : (x − 1)2 + (y + 1)2 4
Áp dụng công thức Green: I = (4x − 2y)dx − (2x + 3y)dy =
C
(−2 + 2)dxdy = 0
Dxy
(y − cos y)dx + x sin ydy với C là đường tròn (x − 3)2 + (y − 2)2 = 4 lấy cùng chiều
6 Tính I =
C
kim đồng hồ.
Hướng dẫn:
Gọi Dxy : (x − 3)2 + (y − 2)2 4
Áp dụng công thức Green: I = (y − cos y)dx + x sin ydy = −
C
=
[sin y − (1 + sin y)]dxdy
Dxy
dxdy = S(D) = 4π
Dxy
(x2 + 2y)dx − (y 2 + 2x)dy với C là phần đường tròn x2 + y 2 = 4 (y
7 Tính I =
x) lấy ngược
C
chiều kim đồng hồ.
Hướng dẫn:
√
x2 + y 2 = 4
⇔y=x=± 2
y=x
√
√
Gọi C : y = x, x : − 2 → 2
I = (x2 +2y)dx−(y 2 +2x)dy =
(x2 +2y)dx−(y 2 +2x)dy− (x2 +2y)dx−(y 2 +2x)dy = I1 −I2
Giao tuyến:
C
C∪C
2
x +y
y x
Gọi Dxy :
2
C
4
1
(−2 − 2)dxdy = −4S(D) = −4. .4π = −8π
2
Dxy
Áp dụng công thức Green: I1 = +
√
I2 =
2
√
− 2
[x2 + 2x − (x2 + 2x)]dx = 0 ⇒ I = I1 − I2 = −8π
(y − cos y)dx + x sin ydy với C là nửa đường tròn (x − 3)2 + (y − 2)2 = 4 đi từ A(1, 2)
8 Tính I =
C
đến B(5, 2) lấy cùng chiều kim đồng hồ.
Hướng dẫn:
Gọi C : y = 2, x : 5 → 1
I = (y −cos y)dx+x sin ydy =
C
(y −cos y)dx+x sin ydy − (y −cos y)dx+x sin ydy = I1 −I2
C
C∪C
(x − 3)2 + (y − 2)2
y 2
Gọi Dxy :
4
Áp dụng công thức Green: I1 = −
[sin y − (1 + sin y)]dxdy =
Dxy
Dxy
1
dxdy = S(D) = .4π = 2π
2
1
I2 = (2 − cos 2)dx = −4(2 − cos 2) ⇒ I = I1 − I2 = 2π + 8 − 4 cos 2
5
(y 5 ex −5y)dx+(5y 4 ex −5)dy với C là đường x =
9 Tính I =
C
Hướng dẫn:
Gọi C : x = 0, y : −1 → 1
6
1 − y 2 đi từ A(0, 1) đến B(0, −1).
I = (y 5 ex − 5y)dx + (5y 4 ex − 5)dy =
C
(y 5 ex − 5y)dx + (5y 4 ex − 5)dy
C∪C
− (y 5 ex − 5y)dx + (5y 4 ex − 5)dy = I1 − I2
C
x2 + y 2
x 0
Gọi Dxy :
1
[5y 4 ex − (5y 4 ex − 5)]dxdy = −5S(D) = −
Áp dụng công thức Green: I1 = −
Dxy
1
(5y 4 .e0 − 5)dy = −8 ⇒ I = I1 − I2 = 8 −
I2 =
−1
x3
3
(x2 +y cos xy)dx+
10 Tính I =
C
5π
2
5π
2
+ xy 2 + x cos xy dy với C là nửa dưới đường tròn x2 +y 2 = 2x
lấy ngược chiều kim đồng hồ.
Hướng dẫn:
Gọi C : y = 0, x : 2 → 0
I = (x2 +y cos xy)dx+
C
x3
3
+ xy 2 + x cos xy dy =
(x2 +y cos xy)dx+
x3
3
+ xy 2 + x cos xy dy
C∪C
x3
3
2
− (x + y cos xy)dx +
2
+ xy + x cos xy dy = I1 − I2
C
x2 + y 2
y 0
Gọi Dxy :
2x
[x2 + y 2 + cos xy − xy sin xy − (cos xy − xy sin xy)]dxdy
Áp dụng công thức Green: I1 = +
Dxy
2 cos ϕ
0
(x2 + y 2 )dxdy =
=
− π2
Dxy
0
x2 dx = −
I2 =
2
r2 .rdr =
dϕ
0
3π
4
8
3π 8
⇒ I = I1 − I2 =
+
3
4
3
(x − 2y)dx + (3x2 + y)dy với C là đường x + y = 1 lấy theo chiều kim đồng hồ.
11 Tính I =
C
Hướng dẫn:
Gọi Dxy : x + y
1
Áp dụng công thức Green: I = (x − 2y)dx + (3x2 + y)dy = −
C
(6x + 2)dxdy
Dxy
Ta có Dxy là miền đối xứng qua Oy (x = 0), 6x là hàm lẻ đối với x nên
6xdxdy = 0
Dxy
√ √
⇒ I = −2 dxdy = −2S(D) = −2. 2. 2 = −4
Dxy
(xy − y 2 ) dx + (2xy + x2 ) dy với C là biên của miền
12 [152-CA1] Tính tích phân I =
C
D : x2 + y 2 4x,√0 y, x + y − 2
2
≈ 4.38
Đáp số: 3π+32−20
3
0 lấy theo cùng chiều kim đồng hồ.
(ex−y − y sin x + xy 2 + y 2 ) dx + (cos x − ex−y + x2 y) dy với C
13 [152-CA2] Tính tích phân I =
C
là nửa đường tròn x2 + y 2 + 2x = 0, y
Đáp số: 37 − e12 ≈ 2.2
0 lấy ngược chiều kim đồng hồ.
14 [162-CA2] Cho (L) là đường gấp khúc ABC, trong đó AB là cung y = 1 − x2 , BC là cung y =
(x−1)2 và tọa độ các điểm là A(−1, 0), B(0, 1), C(1, 0). Tính I =
7
C
A
cos2 ydx−(2xy+x sin 2y)dy
theo đường cong (L).
Đáp số: 41
15
15 [172-DT] Tính tích phân I =
C
2
y sin(xy) + 21 y 2 + y dx + (x sin(xy) + xy) dy với C là nửa
2
đường tròn x + y + 2x = 0 đi từ A(−1, −1) đến B(−1, 1) theo cùng chiều kim đồng hồ.
Đáp số: π2
16 [172-CA2] Cho miền phẳng D giới hạn bởi y = x2 , y = (x − 2)2 , x = 2, C là biên của D, lấy
theo chiều kim đồng hồ.
a. Chứng minh rằng diện tích của D được tính bởi tích phân
−xdy.
C
b. Tìm diện tích miền D theo cách tính này.
Đáp số: a. Áp dụng công thức Green. b. Dùng tích phân đường để tính S(D) = 2.
17 [182-DT] Cho C là chu tuyến kín, trơn từng khúc, định hướng dương và
I=
C
y−1
dx
(x−1)2 +(y−1)2
+
1−x
dy.
(x−1)2 +(y−1)2
Tính I trong hai trường hợp:
a. Điểm (1, 1) nằm ngoài C
b. Điểm (1, 1) nằm trong C
Đáp số: a. I = 0. b. I = −2π.
8
4 Tích phân không phụ thuộc đường đi
Cho hàm P, Q khả vi liên tục trên miền D mở, đơn liên. Khi đó, các mệnh đề sau tương đương với
nhau:
1 Qx = Py
2 ∀C kín nằm trên D, I =
P dx + Qdy = 0
C
3 ∃ U (x, y) thỏa dU = P dx + Qdy. Khi đó I =
B
A
B
A
P dx + Qdy =
dU = U (B) − U (A)
P dx + Qdy không phụ thuộc vào đường đi, chỉ phục thuộc vào điểm đầu và điểm
4 Tích phân
C
cuối.
Phương pháp giải:
1 Kiểm tra điều kiện Qx = Py . Nếu thỏa ⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
2 Nếu C kín ⇒ I =
P dx + Qdy = 0
C
Nếu C hở ⇒ đổi đường đi cho C thành hai đoạn song song với hai trục tọa độ (hoặc có thể là
một đoạn song song với một trục tọa độ) ⇒ tính trực tiếp
Bài tập:
xdx + ydy với C là biên đường tròn x2 + y 2 = 4y nối từ A(2, 2) đến B(0, 4) lấy
1 Tính I =
C
ngược chiều kim đồng hồ.
Hướng dẫn:
P = x, Q = y
Ta có Qx = Py = 0 ⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
Gọi C1 : x = 2, y : 2 → 4 và C2 : y = 4, x : 2 → 0
4
I=
xdx + ydy =
C
xdx + ydy +
C1
Cách 2:
Ta thấy U (x, y) =
B
⇒I=
xdx + ydy =
2
C2
0
ydy +
xdx = 4
2
x2 y 2
+
có dU = xdx + ydy
2
2
xdx + ydy = U (B) − U (A) = 4
A
Lưu ý: Chỉ cần chỉ ra hàm U (x, y), không cần phải nêu cách tìm hàm U (x, y) nhưng phải chỉ
ra rằng dU = P dx + Qdy
ydx + xdy với C là đường y = 2x2 − 4x + 1 đi từ A(1, −1) đến B(2, 1).
2 Tính I =
C
Hướng dẫn:
P = y, Q = x
Ta có Qx = Py = 1 ⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
Gọi C1 : x = 1, y : −1 → 1 và C2 : y = 1, x : 1 → 2
2
I=
ydx + xdy =
C
ydx + xdy +
C1
−
C2
Cách 2:
Ta thấy U (x, y) = xy có dU = ydx + xdy
B
⇒I=
11 xdy +
ydx + xdy =
ydx + xdy = U (B) − U (A) = 3
A
9
ydx = 3
1
x2 y + xex
3 Tính I =
2
C
dx +
x3
3
+ y sin y dy với C là nửa trên của đường tròn (x − 3)2 +
(y − 2)2 = 4 lấy ngược chiều kim đồng hồ.
Hướng dẫn:
3
2
P = x2 y + xex , Q = x3 + y sin y
Ta có Qx = Py = x2 ⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
Gọi C : y = 2, x : 5 → 1
3
2
2
I=
x2 y + xex dx + x3 + y sin y dy =
x2 y + xex dx +
C
+ y sin y dy
C
1
2x2 + xex
=
x3
3
5
Cách 2:
2
2 1 1 2
dx = x3 + ex
3 5 2
1
=−
5
248 e − e25
+
3
2
x3
1 2
3
2
y + ex + sin y − y cos y có dU = x2 y + xex dx + x3 + y sin y dy
3
2
248 e − e25
3
2
x2
dx + x3 + y sin y dy = U (5, 2) − U (1, 2) = −
+
x y + xe
3
2
Ta thấy U (x, y) =
⇒I=
C
B
4 Tính I =
A
xdy − ydx
theo đường không cắt trục Oy với A(2, 1), B(1, 2).
x2
Hướng dẫn:
1
y
P = − 2,Q =
x
x
1
Ta có Qx = Py = − 2 ⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
x
Gọi C1 : x = 2, y : 1 → 2 và C2 : y = 2, x : 2 → 1
B xdy − ydx
2 1
1
2
3
xdy − ydx
xdy − ydx
I=
=
+
=
dy
+
−
dx
=
x2
x2
x2
x2
2
1 2
2
A
C1
C2
Cách 2:
y
y
1
Ta thấy U (x, y) = có dU = − 2 dx + dy
x
x
x
B xdy − ydx
3
= U (1, 2) − U (2, 1) =
⇒I=
2
x
2
A
B
5 Tính I =
A
(x + 2y)dx + ydy
theo đường không cắt đường x + y = 0 với A(2, −1), B(0, 2).
(x + y)2
Hướng dẫn:
x + 2y
y
P =
,Q =
2
(x + y)
(x + y)2
2y
Ta có Qx = Py = −
⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
(x + y)3
Gọi C1 : x = 2, y : −1 → 2 và C2 : y = 2, x : 2 → 0
B (x + 2y)dx + ydy
(x + 2y)dx + ydy
(x + 2y)dx + ydy
I=
=
+
(x + y)2
(x + y)2
(x + y)2
A
C1
C2
2
0 x+4
y
=
dy
+
dx = ln 2 − 2
2
2
−1 (2 + y)
2 (x + 2)
B
6 Tính I =
A
(x + y)dy + (x − y)dx
theo đường không đi qua O(0, 0) với A(1, 1), B(3, 2).
x2 + y 2
Hướng dẫn:
x−y
x+y
P = 2
,Q = 2
2
x +y
x + y2
10
y 2 − x2 − 2xy
⇒ I là tích phân không phụ thuộc đường đi.
(x2 + y 2 )2
Gọi C1 : x = 1, y : 1 → 2 và C2 : y = 2, x : 1 → 3
B (x + y)dy + (x − y)dx
(x + y)dy + (x − y)dx
(x + y)dy + (x − y)dx
I=
=
+
2
2
2
2
x +y
x +y
x2 + y 2
A
C1
C2
2 1+y
3 x−2
√
√
10
65
π
=
dx
=
ln
−
+
arctan
2
+
ln
− arctan 47 ≈ 0.7385
dy
+
2
4
5
2
2+4
1
+
y
x
1
1
Ta có Qx = Py =
7 Tìm h(x, y) = xa y b để I =
h(x, y) [(2x2 y 2 + y)dx + (x3 y − x)dy] là tích phân không phụ thuộc
C
vào đường đi.
Hướng dẫn:
P = 2xa+2 y b+2 + xa y b+1 , Q = xa+3 y b+1 − xa+1 y b
Qx = (a + 3)xa+2 y b+1 − (a + 1)xa y b
Py = 2(b + 2)xa+2 y b+1 + (b + 1)xa y b
I là tích phân không phụ thuộc đường đi khi Qx = Py ⇔
a + 3 = 2(b + 2)
−(a + 1) = b + 1
⇔ a = b = −1
8 Tìm các số tự nhiên m, n để tích phân sau không phụ thuộc đường đi:
xm y n+1 (3 − 2xy 2 )dx + xm+1 y n (4 − 3xy 2 )dy.
I=
C
Hướng dẫn:
P = 3xm y n+1 − 2xm+1 y n+3 , Q = 4xm+1 y n − 3xm+2 y n+2
Qx = 4(m + 1)xm y n − 3(m + 2)xm+1 y n+2
Py = 3(n + 1)xm y n − 2(n + 3)xm+1 y n+2
I là tích phân không phụ thuộc đường đi khi Qx = Py ⇔
4(m + 1) = 3(n + 1)
−3(m + 2) = −2(n + 3)
⇔ m = 2, n = 3
(ex sin y − emy sin x) dx + (ex cos y + 2emy cos x) dy.
9 [172-CA1] Cho I =
C
a. Tìm m để I là tích phân không phụ thuộc đường đi trên Oxy.
b. Với m tìm được ở √câu a, tính I với C là đường cong bất kỳ đi từ O(0, 0) đến A
Đáp số: m = 2. I = 22 e−π/2 − eπ/4 − 1 ≈ −2.4039
π
, − π4
4
.
(1,1)
(2xy + 3)h(y)dy − y 2 h(y)dx không phụ thuộc đường
10 Tìm h(y) thỏa h(1) = 1 sao cho I =
(−1,1)
đi.
Đáp số: h =
1
y4
2
11 Cho P = 1 + xy , Q = − xy2 . Tìm h = h
Đáp số: h = e
x
y
thỏa h(0) = 1 sao cho ∃U (x, y) : dU = P.hdx + Q.hdy
x
y
11