- •Кратныеикриволинейныеинтегралы
- •Кратныеикриволинейныеинтегралы
- •1.Вопросыдлясамопроверки
- •2.Основныепонятия
- •Определение.
- •Определение.
- •Определение.
- •Определение.
- •Определение.
- •Определение.
- •Рекомендациипорешениютиповыхзадач
- •Замечание.
- •Решение:
- •Решение:
- •Решение:
- •Решение:
- •Решение:
- •Задачидляконтрольныхзаданий
- •9X2y2)dxdy,d:
- •Контрольныезадания
- •Списокрекомендуемойлитературы
Определение.
Еслисуществуетконечныйпределинтегральныхсуммпри
λmax∆li
→0,причемэтотпределнезависитотспособа
разбиениядугиABнаnчастичныхдуг,атакжепроизвольного
выбораточекM(хi,уi,zi),тогда
n−1
σlim∑f(xi
λ→0i0
,yi
,zi
)∆li
назы-
ваетсякриволинейныминтегралом1-городафункцииf(х,у,z)
подугеABиобозначаетсясимволом
n−1
lim∑f(xi,yi,zi)∆li
λ→0i0
def
∫f(x,y,z)dl,
AB
гдеdl–дифференциалдуги,dl
dx2dy2dz2.
ЕслинадугеAB,заданнойнаплоскостиx0y,определенафункцияf(х,у),тогдакриволинейныйинтеграл1-городаопре-
деляетсяследующимобразом:
n−1
lim∑f(xi,yi)∆li
λ→0i0
def
∫f(x,y)dl,
AB
адифференциалдуги–dl
dx2dy2.
Косновнымсвойствамкриволинейныхинтегралов(КР)1-городаотносятсяследующие.1).КРнезависитотнаправле-
нияпутиинтегрирования ∫
f(x,y)dl
∫f(x,y)dl.
2).КРот
AB BА
алгебраическойсуммыинтегрируемыхфункцийравеналгебра-ическойсуммеинтеграловоткаждойфункции.3).Постоянныймножительможетбытьвынесениз-подзнакакриволинейного
интеграла.4).∫
f(x,y)dl∫
f(x,y)dl
∫f(x,y)dl.
AB АС СB
ВычислениеКРсводитсяквычислениюопределенногоин-теграла.Рассмотримвычислениекриволинейныхинтегралов1-городадляразличныхслучаевзаданияуравнениядугиABнаплоскостиx0yипространстве.
1).ПустьдугаABзадананаплоскостиx0y:
yϕ(x),
a≤x≤b,тогдаdl
b
1(ϕ′(x))2dx,следовательно,
∫f(x,y)dl∫f(x,ϕ(x))
1(ϕ′(x))2dx.
(8)
AB a
2).ДугавпространствеABзаданавпараметрическойфор-
ме xx(t),
yy(t),
zz(t),
α≤t≤β,
тогда
dl
2
(x′t)
2
(y′t)β
2
(z′t)
dt,следовательно,
2 2 2
∫f(x,y,z)dl∫f(x(t),y(t),z(t))
(x′t)
(y′t)
(z′t)
dt.
(9)
AB α
3).ДугаABзаданауравнениемвполярныхкоординатах
ρρ(ϕ).
Воспользуемсяформуламипереходавполярнуюси-
стему
xρcos(ϕ),
yρsin(ϕ),
причем
α≤ϕ≤β,
тогда
dl
2
2
ρ(ρ′ϕ)
dϕ.Откудаследует,что
2
2
β
∫f(x,y)dl∫f(ρcos(ϕ),ρsin(ϕ))
AB α
ρ(ρ′ϕ)
dϕ.
(10)
ПустьналинииABвпространстве(рис.5)заданонаправ-ление.ТочкаAэтоначало,аточкаB–конецлинии.Элемент
дуги
∆li
{∆xi,∆yi,∆zi}
вэтомслучаеявляетсявекторнойве-
личиной.НалинииABопределенатакжевекторнаяфункция
F(P(x,y,z),Q(x,y,z),R(x,y,z)),т.е.вдекартовойсистеме
F(x,y,z)P(x,y,z)iQ(x,y,z)jR(x,y,z)k.
Послеразбие-
ниядугиABнаnчастейивыбораточкиM(хi,уi,zi),скалярное
произведениевекторов
F(P(x,y,z),Q(x,y,z),R(x,y,z))
иdl
можетбытьзаписановкоординатнойформе.Тогдаинтеграль-наясуммаравна
n−1
n−1
∑F(P(xi,yi,zi),Q(xi,yi,zi),R(xi,yi,zi))dli
i0
∑[P(xi,yi,zi)∆xiQ(xi,yi,zi)∆yiR(xi,yi,zi)∆zi].
i0
(11)
Врезультатепредельногоперехода
λmax∆li→0
при
условиинепрерывностифункции
F(x,y,z)
интегральнаясум-
ма(11)будетравнаконечномузначению.
