在第一类曲线积分和第二类曲线积分相互转化时,切向量的方向如何确定?例如将对弧长的曲线积分转化为对坐

在第一类曲线积分和第二类曲线积分相互转化时,切向量的方向如何确定?例如将对弧长的曲线积分转化为对坐,第1张

ds总是正数,dx,dy,可能是负数。并非意义上的转化,仅仅是计算方法的转化。原则上,ds用dx或dy计算,方向余弦与dx或dy的乘积,应该是正数。或者干脆,dx或dy有的|dx|,|dy|。积分方向与ds的积分方向相同。
结合函数的单调性,可以很好地解决符号问题。dx沿着x轴正方向,取正数;dy如果是增函数,正;减函数-。
非单值、非单调函数,可以分段、分上下积分。
如此,直观,不易搞错。

比如y=x^2,把x看做变量,y为因变量,然后求y对x的偏导数。以方程组 F(x,y,z)=0 G(x,y,z)=0 表示的曲线,先确定某一个变量为参数,把其他变量化成这个变量的函数,比如以x为参数,方程组化简为: x=x y=y(x) z=z(x) 。

所以,曲线上任一点处的切向量就是 {1,dy/dx,dz/dx } 。

扩展资料

切向量例题解析:

(流形  上的切向量,切向量和方向导数的差异)

设 是定义在  上的  (光滑)函数  在点x的方向导数(即  在定义域一定方向上的坡度或变化率)定义为 式中,  是表示方向的系数。方向可以是给定的方向,也可以是某个体现函数  自身性质的方向。

比如,  在点x的梯度(gradient)被定义为向量 在点x的方向导数在此方向有最大坡度值  ,梯度方向是  上升最陡的方向,所体现的就是函数  自身的性质。

如果把式  改写成

可见方向导数可拆成三部分。方向导数的前面两部分,即切向量的基底和方向向量合称为切向量。此切向量完全符合切向量定义。方向的表示方法一般有两种。一种是用方向余弦向量  表示,另一种是用方向数向量  表示。

切向量的方向一般都用后一种表示。方向数向量归一化后等于方向余弦向量。也可以说方向数向量等于方向余弦向量外乘一个常数。该常数表示向量的长度或大小。所以通常所说的方向向量不仅指方向,还可能包括其长度。切向量的方向和大小都是点的函数。

参考资料:

百度百科-切向量  

首先仔仔细细的看一下那四类积分,把那些积分公式写下来,然后尽量直观的理解一下,比如对坐标的曲线积分以及对弧长的曲线积分,前者可以理解为力的做功,后者理解为已知曲线密度,求曲线质量,这样有了理解之后对公式的记忆会有帮助的,要不然会很乱。
理解了公式之后,就可以运用一些对称性了,那些对称性的公式也要理解,并不是硬背的,什么关于x是偶函数,关于y是奇函数,积分是两倍还是为0这点也很重要,陈文登的书上面好像都总结了。然后理解公式以后就到教科书上找相应的例子巩固一下,同济第五版的高等数学,上面的例题很简单,并且也把知识点包含进去,所以是个很不错的教材。
第一是要理解公式,不要看到公式不知道什么含义,或者记不起公式,这就是前面说的按其物理含义直观去理解记牢。找一些相关题目做一做,同时在坐标的曲线积分和坐标的曲面积分中,特别要注意你所考虑的曲线或曲面的方向。曲面一般是朝Z轴方向为正,即与Z轴的正方向夹角小于90度时为正,反之为负。找一些典型题目做一做,自己也总结一下,如果积分区域是对称的话,尽量考虑应用对称性。
设Σ为光滑曲面,函数f(x,y,z)在Σ上有定义,把Σ任意地分成n个小曲面Si,其面积设为ΔSi,在每个小曲面Si上任取一点(Xi,Yi,Zi) 作乘积f(Xi,Yi,Zi)ΔSi,并求和Σf(Xi,Yi,Zi)ΔSi,记λ=max(ΔSi的直径) , 若Σf(Xi,Yi,Zi)ΔSi当λ→0时的极限存在,且极限值与Σ的分法及取点(Xi,Yi,Zi)无关,则称极限值为f(x,y,z)在Σ上对面积的曲面积分,也叫做第一类曲面积分。即为∫∫f(x,y,z)dS;其中f(x,y,z)叫做被积函数,Σ叫做积分曲面,dS叫做面积微元。

ds总是正数,dx,dy,可能是负数。并非意义上的转化,仅仅是计算方法的转化。原则上,ds用dx或dy计算,方向余弦与dx或dy的乘积,应该是正数。或者干脆,dx或dy有的|dx|,|dy|。积分方向与ds的积分方向相同。
结合函数的单调性,可以很好地解决符号问题。dx沿着x轴正方向,取正数;dy如果是增函数,正;减函数-。
非单值、非单调函数,可以分段、分上下积分。
如此,直观,不易搞错。


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