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ich habe folgende Aufgabe erhalten:


Berechnen Sie jeweils das Kurvenintegral \( \int\limits_{φ}^{} \) ⟨F, dx⟩  für die folgenden Vektorfelder F und Kurven φ:

(a) F(x, y) = (x + y^2, y +1), φ sei der (gegen den Uhrzeigersinn durchlaufene) Rand des Dreiecks mit
den Eckpunkten (0, 0), (2, 0) und (1, 1).


Wie stelle ich jetzt φ auf? Das integrieren sollte mir nicht so schwer fallen.

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Aloha :)

Der Weg führt dich, ausgehend von \((0;0)\) entgegen des Uhrzeigersinns einmal um das Dreieck herum. Die Meilensteine auf deinem Weg sind also:$$\binom{0}{0}\stackrel{\varphi_1}{\to}\binom{2}{0}\stackrel{\varphi_2}{\to}\binom{1}{1}\stackrel{\varphi_3}{\to}\binom{0}{0}$$Die Wege \(\varphi_1,\varphi_2,\varphi_3\) sind Geraden:

$$\varphi_1:\vec r=\binom{0}{0}+t\binom{2-0}{0-0}=\binom{2t}{0}\quad;\quad t\in[0;1]$$$$\varphi_2:\vec r=\binom{2}{0}+t\binom{1-2}{1-0}=\binom{2-t}{t}\quad;\quad t\in[0;1]$$$$\varphi_3:\vec r=\binom{1}{1}+t\binom{0-1}{0-1}=\binom{1-t}{1-t}\quad;\quad t\in[0;1]$$

Das Kurvenintegral zerfällt daher in 3 Teile:

$$I=\int\limits_\varphi\binom{x+y^2}{y+1}\frac{d\vec r}{dt}\,dt=\int\limits_0^1\binom{2t}{1}\binom{2}{0}dt$$$$\phantom{I}+\int\limits_0^1\binom{2-t+t^2}{t+1}\binom{-1}{1}dt+\int\limits_0^1\binom{1-t+(1-t)^2}{1-t+1}\binom{-1}{-1}dt$$$$\phantom{I}=\int\limits_0^14t\,dt+\int\limits_0^1(-t^2+2t-1)dt+\int\limits_0^1(-t^2+4t-4)dt$$$$\phantom{I}=\int\limits_0^1(-2t^2+10t-5)dt=\left[-\frac{2}{3}t^3+5t^2-5t\right]_0^1=-\frac{2}{3}$$

Rechenfehler korrigiert.

Avatar von 148 k 🚀

Hi,

danke für die Hilfe.

Habe aber eine kurze Anmerkung.

Muss bei deiner Rechnung nicht (2,0) statt (2t,0) beim zweiten Integral stehen?


MfG

Ja, du hast Recht... da habe ich mich vertan. Das Doofe ist, das hat Einfluss auf das Ergebnis. Ich habe das korrigiert.

Vielen Dank für den Hinweis ;)

Hi,


danke nochmal.

Aber noch eine Frage zu den Grenzen. Du hast ja 0 und 1 gewählt. Ich habe jetzt gedacht, dass man 0 und 2 wählt, da man in diesem Bereich integrieren möchte.

Habe ich hier einen Denkfehler?


MfG

Die Geradengleichung lautet \(\binom{2t}{0}\), also muss \(t\in[0;1]\) liegen, um von \(\binom{0}{0}\) zu \(\binom{2}{0}\) zu gelangen.

Ich habe als Richtungsvektor immer "Endpunkt minus Startpunkt" gewählt. Daher muss \(t\) immer von \(0\) (entspricht dem Startpunkt) bis \(1\) reichen (entspricht dem Endpunkt).

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