设在上半平面D={(x,y)|y>0}内,函数f(x,y)具有连续偏导数,且对任意的 t>0都有f(tx,ty)=t^(-2) f(x,y).证明:对D内的任意分段光滑的有向简单闭曲线L,都有∮yf(x,y)dx - xf(x,y)dy=0.(积分区域为L)

问题描述:

设在上半平面D={(x,y)|y>0}内,函数f(x,y)具有连续偏导数,且对任意的 t>0都有f(tx,ty)=t^(-2) f(x,y).证明:对D内的任意分段光滑的有向简单闭曲线L,都有∮yf(x,y)dx - xf(x,y)dy=0.(积分区域为L)

在上半平面D={(x,y)|y>0}内,函数f(x,y)具有连续偏导数,
∮yf(x,y)dx - xf(x,y)dy=-∫∫[2f(x,y)+xf'x(x,y)+yf'y(x,y)]dσ
对任意的 t>0都有f(tx,ty)=t^(-2) f(x,y).
df(tx,ty)/dt=xf'tx(tx,ty)+yf'ty(tx,ty)]=-2t^(-3) f(x,y).
令t=1
xf'x(x,y)+yf'y(x,y)=-2f(x,y)
有2f(x,y)+xf'x(x,y)+yf'y(x,y)=0
∮yf(x,y)dx - xf(x,y)dy=-∫∫[2f(x,y)+xf'x(x,y)+yf'y(x,y)]dσ=0

由于封闭,函数f(x,y)具有连续偏导数,满足格林公式
∮yf(x,y)dx - xf(x,y)dy=
=二重积分[-2f(x,y)-fx(x,y)-fy(x,y)],积分区域为D .(1)
而前者路积分为0的充要条件就是积分与路径无关
也就是yf(x,y)dx - xf(x,y)dy是某函数的全微分
那么满不满足yf(x,y)dx - xf(x,y)dy是某函数的全微分?
那么就要看条件了,条件有对任意的 t>0都有f(tx,ty)=t^(-2) f(x,y).
对t取特殊值也成立,分别取t为x,y
有f(x,y)=x^2f(x^2,xy)=y^2f(xy,y^2)
yf(x,y)dx - xf(x,y)dy=