TU Wien:Analysis 2 UE (diverse)/Übungen SS23/Beispiel 127

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Man berechne das Kurvenintegral über das Vektorfeld

f→(x,y)=(x2yx2−y2)

(a) längs der beiden achsenparallelen Wege (0,0)→(0,2)→(3,2) und (0,0)→(3,0)→(3,2) sowie (b) entlang der Parabel 3y2=4x von (0,0) nach (3,2).

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Lösungsvorschlag

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Beispiel (a) (0,0)→(0,2)→(3,2)

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Teilstrecke 1 (0,0)→(0,2)

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c→1(t)=(0t) mit t∈[0,2]

c→1′(t)=(01)

∫02f→(c→1(t))⋅c→1′(t)dt=∫02(02⋅t02−t2)⋅(01)dt=∫020−t2dt=−t33|02=−233−−033=−83

Teilstrecke 2 (0,2)→(3,2)

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c→2(t)=(t2) mit t∈[0,3]

c→2′(t)=(10)

∫03f→(c→2(t))⋅c→2′(t)dt=∫03(t2⋅2t2−22)⋅(10)dt=∫032t2+0dt=2t33|03=2⋅333−2⋅033=18

Die Gesamtstrecke ergibt sich aus der Summe der Teilstrecken und beträgt daher −83+18=463=15.3‾.

Beispiel (a) (0,0)→(3,0)→(3,2)

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Teilstrecke 1 (0,0)→(3,0)

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30.06.2019 - Korrektur (Fehler gefunden)

c→1(t)=(t0) mit t∈[0,3]

c→1′(t)=(10)

∫03f→(c→1(t))⋅c→1′(t)dt=∫03(t−0t2−02)⋅(10)dt=∫03tdt=92

Teilstrecke 2 (3,0)→(3,2)

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c→2(t)=(3t) mit t∈[0,2]

c→2′(t)=(01)

∫02f→(c→2(t))⋅c→2′(t)dt=∫02(32⋅t32−t2)⋅(01)dt=∫020+9−t2dt=9t−t33|02=9⋅2−233−9⋅0+033=18−83=463

Die Gesamtstrecke ergibt sich aus der Summe der Teilstrecken und beträgt daher 92+463=1196.

Beispiel (b) 3y2=4x

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x=3y24

c→(t)=(3t24t) mit t∈[0,2]

c→′(t)=(3t21)

∫02f→(c→(t))⋅c→′(t)dt=∫02((3t24)2⋅t(3t24)2−t2)⋅(3t21)dt=∫029t416⋅t⋅3t2+9t416−t2dt=∫0227t632+9t416−t2dt=27t7224+9t580−t33|02=27⋅27224+9⋅2580−233−27⋅07224−9⋅0580+033=1087+185−83=1718105≈16.3619