Efter videon följer ett problem som du kan lösa för att testa att du tillgodogjort dig innehållet.
Problem:
Beräkna kurvintegralen $$I=\int_{\gamma} \frac{2xydx-x^2dy}{x^4+y^2},$$ där $\gamma$ är kurvan $y=x^2+2x-4$, och integrationen går från $(1,-1)$ till $(2,4)$, genom att bestämma en potential till vektorfältet. (medel)Svar:
Vi konstaterar först att
$$
\frac{\partial Q}{\partial x}=\frac{\partial P}{\partial y}=
\frac{2x^5-2xy^2}{(x^4+y^2)^2}.
$$
Konstruktion av en potential: Vi integrerar \(Q\) m a p \(y\) och får
\[
U=\int \frac{-x^2}{x^4+y^2}dy=-\frac1{x^2}\int \frac{1}{1+(y/x^2)^2}dy=
\]
\[
\Big[
\begin{array}{rl}
t=&y/x^2\\
dt=&dy/x^2
\end{array}
\Big]
=-\int \frac{1}{1+t^2}dt=
\]
\[
-\arctan t+C(x)=-\arctan(y/x^2)+C(x).
\]
Derivation m a p \(x\) visar att vi kan välja \(C(x)=0\) och vi får alltså en potential som är definierad i hela det högra halvplanet,
\(U(x,y)=-\arctan(y/x^2).\) Eftersom kurvan ligger där så kan kurvintegralen nu bekvämt beräknas som
\[
I=U(2,4)-U(1,-1)=-\arctan 1+\arctan(-1)=-\frac{\pi}{4}-\frac{\pi}{4}=-\frac{\pi}{2}.
\]
Vi återkommer senare till hur man även kan beräkna denna integral på annat sätt.
Maila för handledning.
Hur upplevde du problemet?
Svårighet:
Relevans:
Svårighet:
Relevans: