Příklad 3

Spočtěte křivkový integrál podél křivky x^2+y^2=r*y , jde o kružnici .

>    restart:with(student):with(plots):with(VectorCalculus):

Warning, the name changecoords has been redefined

Warning, the assigned names <,> and <|> now have a global binding

Warning, these protected names have been redefined and unprotected: *, +, ., Vector, diff, int, limit, series

>    Int(2*r+y-x,s=gamma..``);

Int(2*r+y-x,s = gamma .. ``)

Nakreslení křivky - nutné zvolit pevné  r=1 .

>    implicitplot(x^2+y^2=1*y,x=-1..2*Pi,y=-1..2*Pi,numpoints=5000,
         scaling=constrained);

[Maple Plot]

# Parametr scaling  určuje měřítka na souřadnicových osách, CONSTRAINED (stejná), UNCONSTRAINED (různá). Parametr numpoints  zadán pro "hladké" vykreslení kružnice.

Křivku parametrizujeme známými rovnicemi

>    par:=x=r/2*cos(t),y=r/2+r/2*sin(t),t=0..2*Pi;

par := x = 1/2*r*cos(t), y = 1/2*r+1/2*r*sin(t), t = 0 .. 2*Pi

Počítáme tedy integrál

>    Lineint(2*r+y-x,par);

Int((5/2*r+1/2*r*sin(t)-1/2*r*cos(t))*(diff(1/2*r*cos(t),t)^2+diff(1/2*r+1/2*r*sin(t),t)^2)^(1/2),t = 0 .. 2*Pi)

Výsledkem je

>    v:=value(%);

v := int((5/2*r+1/2*r*sin(t)-1/2*r*cos(t))*(1/4*r^2*sin(t)^2+1/4*r^2*cos(t)^2)^(1/2),t = 0 .. 2*Pi)

Systém Maple neumí tento integrál spočítat přímo, ale po zavedení známé rovnice a požadavku na  r>0   vše dopočítá

>    assume(r>0);

# Přidá podmínku pro hodnoty r .

>    simplify(v,{sin(t)^2+cos(t)^2=1});

5/2*r^2*Pi

# Pomocí druhého parametru je možné zadat rovnice, kterými Maple zjednoduší výraz zadaný prvním parametrem.

Připomeňme ještě možnost odstranění podmínky na r .

>    r:='r';

r := 'r'

# Následující příkaz ukazuje, že podmínka na r  byla odstraněna.

>    simplify(v,{sin(t)^2+cos(t)^2=1});

5/2*r*(r^2)^(1/2)*Pi+1/2*r*(r^2)^(1/2)*sin(t)*Pi-1/2*r*(r^2)^(1/2)*cos(t)*Pi

Výpočet pomocí  knihovny VectorCalculus

>    PathInt( 2*r+y-x, [x,y] = Path(<r/2*cos(t),r/2+r/2*sin(t)>,
t=0..2*Pi) );

int(1/2*(5/2*r+1/2*r*sin(t)-1/2*r*cos(t))*(r^2*sin(t)^2+r^2*cos(t)^2)^(1/2),t = 0 .. 2*Pi)

# Využili jsme odvozené parametrizace a příkazu Path , která vytvoří požadovanou křivku

>    PathInt( 2*r+y-x, [x,y] = Circle(<0,r/2>,r/2) );

int(1/2*(5/2*r+1/2*r*sin(t)-1/2*r*cos(t))*(r^2*sin(t)^2+r^2*cos(t)^2)^(1/2),t = 0 .. 2*Pi)

# Jiné určení křivky a to pomocí konstrukce Circle(střed, poloměr)

>   

>   

>