유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
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1.CLP-4 · 2.4절 · 17번대학 수준우리말 번역
다음 선적분이 경로에 무관함을 보이고, 그 적분의 값을 구하세요.
∫C(yex+siny)dx+(ex+siny+xcosy)dy
여기서 C 는 (1,0) 에서 (0,π/2) 까지의 임의의 경로이다.
영어 원문 보기
Show that the following line integral is independent of path and
evaluate the integral.
∫C(yex+siny)dx+(ex+siny+xcosy)dy
where C is any path from (1,0) to (0,π/2).
정답·풀이 보기
이 선적분은 ∫CF⋅dr 이고
F=(yex+siny)^+(ex+siny+xcosy)^ 이다.
이 적분이 경로에 무관함을 보여야 한다. 이는 F 가 보존장인 것과 필요충분조건이다. 그러므로 F 의 퍼텐셜 φ 를 찾아보자. 즉, 다음을 만족하는 함수 φ 를 찾아보자.
∂x∂φ(x,y)∂y∂φ(x,y)=yex+siny=ex+siny+xcosy
이 중 첫째 식을 적분하면 다음을 얻는다.
φ(x,y)=yex+xsiny+f(y)
이것을 둘째 식에 대입하면 다음을 얻는다.
ex+xcosy+f′(y)=ex+siny+xcosy또는f′(y)=siny
이를 적분하면 다음과 같다.
f(y)=−cosy+C
따라서 F 는 실제로 보존장이며, 퍼텐셜 중 하나는
φ(x,y)=yex+xsiny−cosy 이고 선적분은 다음과 같다.
The line integral is ∫CF⋅dr with
F=(yex+siny)^+(ex+siny+xcosy)^.
We are to show that it is independent of path. That is the case if and
only if F is conservative. So let's look for a potential φ
for F. That is, let's look for a function φ that obeys
∂x∂φ(x,y)∂y∂φ(x,y)=yex+siny=ex+siny+xcosy
Integrating the first of these equations gives
φ(x,y)=yex+xsiny+f(y)
Substituting this into the second equation gives
ex+xcosy+f′(y)=ex+siny+xcosyorf′(y)=siny
which integrates to
f(y)=−cosy+C
So F is indeed conservative with one potential being
φ(x,y)=yex+xsiny−cosy and the line integral is