Криволинейный интеграл первого и второго рода

Контрольная работа - Математика и статистика

Другие контрольные работы по предмету Математика и статистика

Криволинейный интеграл первого рода

 

 

Криволинейный интеграл второго рода

 

  1. Задача приводящая к понятию криволинейного интеграла.

Определение криволинейного интеграла по координатам.

  1. Свойства криволинейного интеграла (рис. 1).
  2. Вычисления

а)

б)

 

Рис. 1

 

Займемся обобщением понятия определенного интеграла на случай когда путь интегрирования кривая -кривая , , . Т/н. А-работу силы при перемещении точки от к

1. Разобьем на n частей :

Обозначим вектор- хорда дуге.

Пусть предположим, что на тогда

Работа вдоль дуги вычисляется как скалярное произведение векторов и

 

 

Пусть

 

 

Тогда:

Работа

Если , то этот предел примем за работу А силы при движении точки по кривой от точки до точки

 

 

,-не числа, а точки концы линии .

  1. Свойства:

10 определяется

а) подынтегральным выражением

б) формой кривой интегрирования.

в) указанием направления интегрирования (рис. 2).

 

 

Рис. 2

 

 

-можно рассматривать как интеграл от векторной функции

Тогда - если -замкнутая то -называют циркуляцией вектора по контуру .

30

40 не зависит от того какую точку взять за начало

 

Вычисление криволинейного интеграла

 

Криволинейные интегралы вычисляются сведением их к обыкновенным интегралам по отрезку прямой (рис. 3).

 

Рис. 3

 

-гладкая кривая.

  1. Если

    -непрерывны, -непрерывные.

  2. -непрерывны по , то

Пределы А и В не зависят ни от способа деления на , ни от вектора

 

Следовательно: .

 

 

2. В случае:

 

 

  1. Формула Грина.
  2. Условие независимости криволинейного интеграла от пути интегрирования.
  3. Полный дифференциал.

Связь между определенным и криволинейным интегралами.

Пусть дано область D, замкнутая, ограниченная линией (рис. 4).

интеграл криволинейный грин формула

Рис. 4

 

непрерывны на

- определена и непрерывна в замкнутой области D.

- определена и непрерывна в замкнутой области D. Тогда

 

Аналогично

 

-Формула Грина.

 

В частности: вычисление площадей фигур с помощью двойного интеграла.

 

 

Пример.

 

 

Условие независимости криволинейного интеграла от пути интегрирования

 

Рис. 5

 

- непрерывные частные производные в (рис. 5).

Каковы условия независимости криволинейного интеграла от пути интегрирования?

 

 

Теорема: -непрерывны в области , тогда для того, чтобы

в (рис. 6)

 

Рис. 6

 

Пусть

Обратно

Т.д.

Пусть из непрерывности и

-окрестность точки такая что в

предположение неверно. ч.т.д.

Замечание.

 

Определение. Функция -градиент которой есть вектор силы называется потенциалом вектора .

Тогда

Вывод: Криволинейный интеграл от полного дифференциала не зависит от формы пути интегрирования.

Литература

 

  1. Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Б.Х. Математический анализ. 1-2 том. Изд. МГУ, 1989 г.
  2. Виноградова И.А., Олексич С.Н., Садовничий В.А. Задачи и упражнения по математическому анализу. Часть 1,2 Изд. МГУ. Серия классический университетский учебник 250 летию МГУ 2005 г.
  3. Шилов Г.Е. Математический анализ. Часть 1,2. Москва. Изд. Лань. 2002 г. 880 с.
  4. Лунгу К.Н. Сборник задач по математике. Часть 1,2. Москва. Айрис пресс 2005 г.