当前课程知识点:微积分——多元函数与重积分 > 第四章 向量分析 > 第一节 第二类曲线积分 > 第二类曲线积分的性质
好我们现在开始讲第二类曲线积分的计算
我们现在有一个向量值函数
如果说我们给出
F作为一个向量值
他是三个分量函数XYZ都是xyz的函数
dl作为一个有向弧段
那么它的三个分量dx dy dz
那么我们原来的F在L上
从A点到B点的第二类曲线积分
可以写成下面这种形式
也就是被积函数是 X呢是xyz的函数
dx加上Y是xyz的函数
dy加上Z是xyz的函数
其中积分呢 积分曲线是L从A点到B点
如果说我们给L一个参数方程
x=x(t) y=y(t) z=z(t)
t的参数时这么规定的
在起始点A对应的t的参数是α
对终止点B对应的t的参数是β
要注意这αβ只是起始点和终止点的参数
没有说α大于β
也没有说α一定小于β
没有一定的规定
只是起始点和终止点的参数
那么这么一个第二类曲线积分就可以写成
X是xyz的复合函数乘上x'(t)
Y呢是x(t)y(t)z(t)的复合函数乘上y'(t)
再加上Z是x(t)y(t)z(t)的复合函数乘上Z'(t)
构成一个新的函数对于t这个变量
从起始点α到终止点β的一个定积分
作为一个特例
如果说是一个平面曲线
而这个被积函数F呢又是一个二元
二到二维 到二维的一个向量值函数
如果说我们给一个曲线方程
x=x(t) y=y(t) z=z(t)
同样规定t点呢
在A点呢t对应α
在B点呢常数t对应β
那么我们可以把平面上的第二类曲线积分
同样可以转换成为一个定积分
所以这就是平面和空间第二类曲线积分的计算
如果给了我们一条光滑的正则曲线
给了一个参数方程
它直接都可以变成定积分来算
好 我们来看一个例子
要求L从A点到B点
被积函数呢 xdy-ydx
其实这L这条曲线呢是一个上半圆
半径呢是 半径是R
然后圆心呢 圆心是圆点的一条
从A点-r0到B点r0
要求这么一个第二类曲线积分
让我们来看看
图像是这么一条图像
上半圆 从A点到B点
这条线就是我们要求的积分L
我们来看一看 显然L这条线
我们可以用一个参数方程来表示
x=rcos(t) y=rsin(t)
其中t的范围是从A点
A点t是等于π
B点的t呢 t=0
所以我们原来的第二类曲线积分
如果我把它叫做I
我们知道原来那个积分I呢
是从起始点的参数是π
终止点的参数是0
那么 x呢就等于Rcos(t)
dy呢就是y的导数dt
也就是Rsin(t) 的导数
减去y呢是Rsin(t) 乘上
x的导数呢
是Rcos(t)的导数
对t的积分
那么很显然 一计算的话
cos平方加sin平方等于1
所以呢 等于负的π乘上R平方
另外是从拍到0的积分
同样这样一道题呢
我们也可以换一种方法
我们知道 这个圆的方程
是y就=根号R2-x2
那起始点A点x呢正好是等于起始点
A点呢x=-R 终止点B点呢 是x=+R
那么这个同样第二类曲线积分可以写成从-R到+R的积分
我们把x当成参数 那么可以写成x
dy呢 就是根号R2-X2的导数 dx 我们最后写dx
再减去ydx y呢是等于根号R2-x2
这么一个被积函数对x的定积分
如果计算一下的话
我们同样也可以得到
他就等于-πR2
所以呢 这两种方法实际上来讲都是可以的
这就是平面第二类曲线积分的一种计算方法
有了我们刚才这个公式
我们实际上来讲
对于空间的第二类曲线积分
只要给了我们曲线的参数方程
那么这个第二类曲线积分完全都可以给他做出来
可以把它化成一个定积分
最后计算定积分就可以了
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-第三章重积分--第五节 练习题
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-第四章 向量分析--第二节 练习题
-第三节 第二类曲面积分
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-第四章 向量分析--第五节 练习题
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