设曲线C是圆x²+y²=4x的一周,则对弧长的曲线积分∫√(x²+y²)ds=?
解:由x²+y²=4x,得(x-2)²+y²=4,故曲线C是一个园心在(2,0),半径R=2的园。
将曲线C的方程改写成参数形式:x=2(1+cos2t),y=2sin2t;(-π/2≦t≦π/2);
dx=-4sin2tdt,dy=4cos2tdt;ds=√[16(sin²2t+cos²2t)]dt=4dt;
于是得[C]∫√(x²+y²)ds=[-π/2,π/2]∫√[4(1+cos2t)²+4sin²2t)][4dt]
=[-π/2,π/2]8∫√(2+2cos2t)dt=[-π/2,π/2]8(√2)∫√(1+cos2t)dt
=[-π/2,π/2]8(√2)∫√(2cos²t)dt
=[-π/2,π/2]16∫costdt=16sint∣[-π/2,π/2]=32
将曲线方程化成极坐标形式
r^2=4rcosθ
即r=4cosθ(-π/2<=θ<=π/2)
计算弧微分
ds=√(r^2+r'^2)dθ=4dθ
所以原式=∫(-π/2,π/2)r*4dθ
=∫(-π/2,π/2)4cosθ*4dθ
=32