Криволинейный интеграл второго рода.




План

1) Определения криволинейного интеграла.

2) Криволинейный интеграл 1 рода.

- Свойства

- Вычисление

3) Криволинейный интеграл 2 рода.

- Свойства

- Вычисление

4) Взаимосвязь криволинейных интегралов.

5) Физические приложения

· Масса кривой

· Центр масс и моменты инерции кривой

6) Геометрические приложения

· Длина кривой

· Площадь области, ограниченной замкнутой кривой

· Объем тела, образованного вращением замкнутой кривой относительно оси Ох

Определение криволинейного интеграла.

Криволинейный интеграл — интеграл, вычисляемый вдоль какой-либо кривой на плоскости или в пространстве. Существуют интегралы первого и второго рода.

Пусть L – гладкая, без особых точек и самопересечений кривая(допускается одно самопересечение – случай замкнутой кривой), заданная параметрически.

-(отрезок параметризации)-рассматриваем часть кривой.

Пусть – разбиение отрезка параметризации [a,b], причем

Зададим разбиение кривой

За , k = 1,n.

Введем мелкость разбиения отрезка параметризации

Введем набор промежуточных точек разбиения отрезка параметризации

Зададим набор промежуточных точек разбиения кривой

Пусть нам также даны 4 функции, которые определены вдоль кривой

L: f(x,y,z), P(x,y,z), Q(x,y,z), R(x,y,z).

Рассмотрим 4 интегральные суммы.

1. Интегральная сумма криволинейного интеграла второго рода:

2. Три интегральные суммы криволинейного интеграла второго рода:

Если интегрируема в смысле криволинейного интеграла первого рода по кривой L, а сам предел называют криволинейным интегралом первого рода функции f по кривой L и обозначают

, где dl – дифференциал кривой.

Если , то говорят, что функции P,Q,R интегрируемы в смысле криволинейного интеграла второго рода по кривой L, а сами пределы называют криволинейными интегралами второго рода функций P, Q, R по кривой L и обозначают

Криволинейный интеграл первого рода.

Свойства:

1. Линейность

2. Аддитивность: если L1 пересекает L2 в одной точке, то

3. Монотонность: если f

4. Теорема о среднем для непрерывной вдоль L функции f:

5. Изменение направления обхода кривой интегрирования не влияет на знак интеграла:

6. Криволенейный интеграл первого рода не зависит от параметризации кривой

Вычисление:

Пусть L – гладкая, спрямляемая кривая, заданная параметрический (как в определении). Пусть функция f(x,y,z) определена и интегрируема вдоль кривой L в смысле криволинейного интеграла первого рода. Тогда

Пример:

Найти интеграл вдоль отрезка y = x от начала координат до точки (2,2)

Криволинейный интеграл второго рода.

Свойства:

1. Линейность

2. Аддитивность

3. Монотонность: если f ≤ g на P, то

4. Оценка модуля

5. Теорема о среднем: если f непрерывна на Р, то , такая что:

6.

Вычисление:

Пусть L гладкая, спрямляемая кривая, заданная параметрический(как в определении). Пусть функция f(x,y,z) определена и интегрируема вдоль кривой L в смысле криволинейного интеграла второго рода. Тогда

, ,

Если обозначить за единичный вектор касательной к кривой L, то нетрудно показать, что

x’(t)dt = cos( ^ )dl

y’(t)dt = cos( ^ )dl

z’(t)dt = cos( ^ )dl

Пример:

Вычислить интеграл , где кривая L задана параметрически в виде (t) = (cost, sint),

,



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: