第一型曲线积分的计算

第一型曲线积分的计算,第1张

第一型曲线积分的计算如下:

当L是平面上某一可求长度的曲线f(x,y), 是其密度函数,当计算物体的质量问题时便须要第一型曲线积分。首先对L作分割,把分成n个可求长度的小曲线段Li,(i=1,2,…,n),并在每一个上任取一点Pi, 由于密度函数为消此连续函数,故当的弧长都很小时,每一小段的质量可近似地等于f(Pi)Si,其中Si 为小曲线段的长缓睁度。

于是在整个上的质量就近似地等于和式,当对L的分割越来越细密时,上述和式的极限就应是该物体的质量。定袜拍义在平面曲线或空间曲线上的函数关于该曲线的积分。第一型曲线积分物理意义来源于对给定密度函数的空间曲线消此,计算该曲线的质量。

曲线积分:

数学中,曲线积分是积分的一种。积分函数的销改取值沿的不是区间,而是特定的曲线,称为积分路径告桥羡。曲线积分有很多种类,当积分路径为闭合曲线时,称为环路积消此分或围道积分。曲线积分可分为:第一类曲线积分和第二类曲线积告桥羡分。先看一个例子:设有一曲线形构件占xOy面上的一段曲线消此 ,设构件的密度分布函数为告桥羡ρ(x,y)。

设ρ(x,y)定义在L上且在L上连续,求构件的质量。对于密度均匀的物件可以直接用ρV求得质量;对于密度不均匀的物件,就需要用到曲线积分,dm=ρ(x,y)ds;所以m=∫ρ(x,y)告桥羡ds;L是积分路径,∫ρ(x,y)ds就叫做对弧长的曲线积袜拍分。

方法一:格林公式对圆周补线段AB:y=0,x:-2--->2,这样c+AB就是封闭曲线了∮(c+AB)
xy²dy-x²ydx=∫∫(y²+x²)dxdy
积分区域为:x²+y²=2,上半圆用极坐标=∫[0--->π]dθ∫[0--->√2]
r³dr=π(1/4)r⁴
|[0--->√2]=π下面计算AB上的积分∫(AB)
xy^2dy-x^2ydx=∫[-2---->2]
0dx=0因此原积分=π-0=π方法二:将c写为参数方程得:x=√2cost,y=√2sint,t:0---->π代入原积分:∫c
xy^2dy-x^2ydx=∫[0--->π]
(4cos²tsin²t+4cos²tsin²t)dt=2∫[0--->π]
sin²2tdt=∫[0--->π]
(1-cos4t)dt=t-1/4sin4t
|[0--->π]=π

这里已经告诉你积分路径是一个闭合曲线,但是有些人把它说成是线积分是不对的,线积分的积分元为ds或者有些人用dL,但是这里是对dx积分。
看你的解法已经把题目中当成dL去积分了,要么是你题目把dL粗心抄错了要么就是你的解法错了。
这是是我们的第一类(记不太清楚究竟是第几类了)积分,跟积分路径无关只跟起点终点有关,因此沿着L1积分恰好跟反过来的L2积分差一个符号而已因此结果为0(但是这个0并不是象有些人说的解析函数在封闭曲线线积分为0那样来的,他说的这句话结论是对的但是不应该是拿来这里讲的)

求解过程如图:


扩展资料:

当形成曲线的动点P(x,y),随着另一个已知曲线f(x,y)=0上的动点Q(w,z)有规律的运动时,我们可以得到w=g(x,y),z=h(x,y),再利用f(x,y)=0,可得到曲线方程。

对曲线方程进行积分,以求得需要的数学量,称为曲线积分。

曲线积分的几何意义

1、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;

2、对弧长的曲线积分称为第一类曲线积分,对于第一类曲线积分,不含被积函数,是曲线积分长度;含被积函数,理解为被积函数是曲线线密度,积分就是曲线质量或面积;

3、对坐标轴的曲线积分称为第二类曲线积分,对于第二类曲线积分,把积分函数看成力F,积分之后为力F沿着曲线所作功。


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