人邮高数 第7章 第7-3-7题

[AI解答]

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我们首先明确积分路径： 三角形顶点为 $A(1,0)$, $B(0,1)$, $C(-1,0)$，正向边界即逆时针方向。 曲线积分表达式为 $$ \oint_L |y|\,dx + |x|\,dy $$ 由于被积函数含绝对值，需要分段处理，按三角形三条边分别计算。

**第一步：分段写出各边方程及方向**

- 边 $AB$：从 $A(1,0)$ 到 $B(0,1)$，直线方程 $x+y=1$，其中 $x\ge 0, y\ge 0$，因此 $|x|=x, |y|=y$。 参数化：令 $x=t$，则 $y=1-t$，$t$ 从 $1$ 到 $0$（注意方向）。 $dx=dt,\ dy=-dt$。

- 边 $BC$：从 $B(0,1)$ 到 $C(-1,0)$，直线方程 $y = x+1$，此时 $x\le 0, y\ge 0$，因此 $|x|=-x, |y|=y$。 参数化：令 $x=t$，则 $y=t+1$，$t$ 从 $0$ 到 $-1$。 $dx=dt,\ dy=dt$。

- 边 $CA$：从 $C(-1,0)$ 到 $A(1,0)$，沿 $x$ 轴，$y=0$，此时 $|y|=0$，且 $|x|$ 分段： 从 $C$ 到原点 $(-1\to 0)$，$x\le 0$ 所以 $|x|=-x$； 从原点到 $A$ $(0\to 1)$，$x\ge 0$ 所以 $|x|=x$。 但注意沿 $y=0$ 时 $dy=0$，所以第二项 $|x|dy=0$，第一项 $|y|dx=0$，因此整条边积分为 0。

**第二步：计算各段积分**

(1) 边 $AB$： $$ \int_{AB} y\,dx + x\,dy = \int_{t=1}^{0} \big[ (1-t) \cdot dt + t \cdot (-dt) \big] = \int_{1}^{0} (1-t - t)\,dt = \int_{1}^{0} (1-2t)\,dt $$ 计算： $$ \int_{1}^{0} (1-2t)\,dt = \left[ t - t^2 \right]_{1}^{0} = (0-0) - (1-1) = 0 $$

(2) 边 $BC$： $$ \int_{BC} y\,dx + (-x)\,dy = \int_{t=0}^{-1} \big[ (t+1)\,dt + (-t)\,dt \big] = \int_{0}^{-1} (t+1 - t)\,dt = \int_{0}^{-1} 1\,dt = -1 $$

(3) 边 $CA$：如上分析，被积函数为 0，积分值为 0。

**第三步：求和**

$$ \oint_L |y|dx + |x|dy = 0 + (-1) + 0 = -1 $$

因此曲线积分结果为 $-1$。

难度评级：★★☆☆☆ （主要考察绝对值分段处理与参数化，计算量小，但需细心分段）