一道高数题求助曲线积分?
在数学中,曲线积分是积分的一种。积分函数的取值沿的不是区间,而是特定的曲线,称为积分路径。曲线积分有很多种类,当积分路径为闭合曲线时,称为环路积分或围道积分。曲线积分可分为:第一类曲线积分和第二类曲线积分。
设L为xOy平面上的一条光滑的简单曲线弧,f(x,y)在L上有界,在L上任意插入一点列
把L 分成 n个小弧段
的长度为ds,又
是L上的任一点,作乘积
,并求和即
,记λ=max(ds) ,若
的极限在当λ→0的时候存在,且极限值与L的分法及
在L的取法无关,则称极限值为f(x,y)在L上对弧长的曲线积分,记为:
;其中f(x,y)叫做被积函数,L叫做积分曲线,对弧长的曲线积分也叫第一类曲线积分。
(上述定义并不完全严谨,给出新的定义):在矢量场A中,任取一连接点P0与P1的光滑曲线c,此时向量OP0记作R0,向量OP1记作R1,用ΔR表示位于曲线C的切线上,以切点为始点而模
(其中ΔR为粗体)等于弧元ΔR的小矢量,作标积
,A是ΔR始点的矢量,
是A在弧的切线
上的投影。将所有弧元ΔR的标积相加,并使弧元数量无限制增加且使得每一弧元长度趋向于0,求U的极限,所以
。称U为矢量A沿曲线c的曲线积分。
(1)对弧长的曲线积分 (第一类曲线积分)
(2)对坐标轴的曲线积分(第二类曲线积分)
两种曲线积分的区别主要在于积分元素的差别;对弧长的曲线积分的积分元素是弧长元素ds;例如:对L的曲线积分∫f(x,y)*ds 。对坐标轴的曲线积分的积分元素是坐标元素dx或dy,例如:对L’的曲线积分∫P(x,y)dx+Q(x,y)dy。但是对弧长的曲线积分由于有物理意义,通常说来都是正的,而对坐标轴的曲线积分可以根据路径的不同而取得不同的符号。
希望我能帮助你解疑释惑。
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