D10_1对弧长和曲线积分.ppt

第十章
积分学定积分二重积分三重积分
积分域区间域平面域空间域
曲线积分
曲线域
曲面域
曲线积分
曲面积分
对弧长的曲线积分
对坐标的曲线积分
对面积的曲面积分
对坐标的曲面积分
曲面积分
曲线积分与曲面积分
第一节
一、对弧长的曲线积分的概念与性质
二、对弧长的曲线积分的计算法
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对弧长的曲线积分
第十章
一、对弧长的曲线积分的概念与性质
假设曲线形细长构件在空间所占
弧段为AB ,
其线密度为
“大化小, 常代变, 近似和, 求极限”
可得
为计算此构件的质量,
: 曲线形构件的质量
采用
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设是空间中一条有限长的光滑曲线,
义在上的一个有界函数,
都存在,
上对弧长的曲线积分,
记作
若通过对的任意分割
局部的任意取点,

下列“乘积和式极限”
则称此极限为函数
在曲线
或第一类曲线积分.
称为被积函数,
称为积分弧段.
曲线形构件的质量
和对
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如果 L 是 xoy 面上的曲线弧,
如果 L 是闭曲线, 则记为
则定义对弧长的曲线积
分为
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思考:
(1) 若在 L 上 f (x, y)≡1,
(2) 定积分是否可看作对弧长曲线积分的特例?
否!
对弧长的曲线积分要求 ds  0 ,
但定积分中
dx 可能为负.
3. 性质
(k 为常数)
( 由组成)
( l 为曲线弧的长度)
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二、对弧长的曲线积分的计算法
基本思路:
计算定积分
转化
定理:
且
上的连续函数,
证:
是定义在光滑曲线弧
则曲线积分
求曲线积分
根据定义
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点
设各分点对应参数为
对应参数为
则
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说明:
因此积分限必须满足
(2) 注意到
因此上述计算公式相当于“换元法”.
因此
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如果曲线 L 的方程为
则有
如果方程为极坐标形式:
则
推广: 设空间曲线弧的参数方程为
则
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