斯托克斯公式。取平面 z=x+y 上以 L 为边界的椭圆盘 Σ,其投影为单位圆盘 D:x2+y2≤1。从上往下看 L 为逆时针,按右手法则,Σ 取上侧。
向量场 F=(xz,x,2y2) 光滑,旋度为
rotF=(Ry−Qz,Pz−Rx,Qx−Py)=(y,x,1).
平面的有向面积元为 ndS=(−1,−1,1)dxdy,故
I=∬D(y,x,1)⋅(−1,−1,1)dxdy=∬D(1−x−y)dxdy.
圆盘关于两坐标轴均对称,x,y 两项的积分均为零,所以 I 等于圆盘面积 π。
直接参数化。取 x=cost,y=sint,z=cost+sint,0≤t≤2π,其投影沿单位圆逆时针,符合题设方向。于是 dx=−sintdt、dy=costdt、dz=(cost−sint)dt。代入并合并同类项:
令 g(t)=cos2t−cos2tsint−21costsin2t−21sin3t,则
I=∫02πg(t)dt.
其中 ∫02πcos2tdt=π;cos2tsint、costsin2t 分别可由 cos3t、sin3t 的端点值得出积分为零,sin3t 在两个半周期的积分相消。因此 I=π。