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微积分下册第二型曲线积分的概念与性质

时间:2023-11-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:设在xOy平面内有一条从A点到B点的光滑曲线弧L,一质点在变力的作用下沿光滑曲线弧L从点A移动到点B(其中,P(x,y),Q(x,y)是定义在L上的连续函数),求变力F(x,y)所做的功.如果质点受到常力F的作用,且质点从点A沿直线移动到点B,则常力F所做的功为如果质点受到变力F的作用,可采用微元法来解决.图11-14则得到变力F(x,y)沿曲线L从A点到B点所做功的近似值.显然,有向曲线L的分割

微积分下册第二型曲线积分的概念与性质

设在xOy平面内有一条从A点到B点的光滑曲线弧L,一质点在变力

的作用下沿光滑曲线弧L从点A移动到点B(其中,P(x,y),Q(x,y)是定义在L上的连续函数),求变力F(x,y)所做的功.

如果质点受到常力F的作用,且质点从点A沿直线移动到点B,则常力F所做的功为

如果质点受到变力F的作用,可采用微元法来解决.

图11-14

则得到变力F(x,y)沿曲线L从A点到B点所做功的近似值.显然,有向曲线L的分割越细,则近似程度就越高.如果极限

存在(λ是各小弧段长度的最大值),则称这个极限值为变力F(x,y)沿曲线L从A点到B点所做的功.

抽去上述问题的物理意义,便得到第二型曲线积分的定义.

存在,并且极限值与有向曲线L的分法及点(ξ1,η1)的取法都无关,则称此极限值为函数P(x,y)在有向曲线L上的第二型曲线积分或对坐标x的曲线积分,记作

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同理,有

若二者同时存在,则可记为 

这样,在变力F(x,y)=P(x,y)i+Q(x,y)j作用下沿光滑曲线弧L从点A移动到点B所做的功为

特别地,如果L是有向闭曲线,则记作

若记F(x,y)=(P(x,y),Q(x,y)),dr=(dx,dy),则式(11-19)可写成向量形式为

第二类曲线积分定义在有向曲线上,它具有的性质如下:

性质1(方向性) 设L是有向曲线弧,-L是与L方向相反的有向曲线弧,则

性质2(路径可加性) 如果把L分成L1和L2,则

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