曲线积分和重积分的关係是,关于重积分和曲线曲面积分的区别我有的时候分不清一个积分是曲线还是曲面积分怎么办。。求大神讲解最

fjmyhfvclm2025-02-02  5

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曲线积分是光滑的曲线l

为0xy平面内的一条曲线弧,曲线两端点a,b,

函式f(x,y)在l上有界,

而在l上任意插入一系列无限连续的点m1(x1,

y1),m2(x2,y2)···,

mn—1(xn—1,yn—1),并取mo=a,mn=b。把

l分成n个小段,令第i个小弧的长度为△s,又

(ai,bi)为第i个小弧段上任意一点,作乘积f(ai,

bi)△si(i=1,2,···,n),

并对i求和,如果当各个小弧段的长度的最大值趋近于零时,这个和式的极限存在,则称此极限的值为函式f(x,y)在曲线l上对弧长的曲线积分。

重积分是在有界闭区域)

d上的函式,将d分割成

n个小闭区域(也表示相应小闭区域的面积),在每个小闭区域的面积上任取一点(ai,bi)作乘积

f(ai,bi)△oi(i=1,2,···,n),并作求和,如果名小区域直经中的最大值趋于零时,这个和的极限存在,则此极限的值称为函式z=f(x,y)在闭区域d上的重积分(也称二重积分)。

由上面比较可以看出,曲线积分和重积分既有本质的区别,又相互联络的关係,都是对微小段点作乘积作积和

,一个是小弧段长度最大值趋近于零和式求积分,一个是小段面积最大值趋近于零和式求积分。(这是大学本科理科数学研究的问题,所以写的较多)。

️关于重积分和曲线曲面积分的区别 我有的时候分不清一个积分是曲线还是曲面积分怎么办。。求大神讲解~最

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都是递进关係,从一重积分开始,只说几何意义吧。

一重积分(定积分):只有一个自变数y = f(x)

当被积函式为1时,就是直线的长度(自由度较大)

∫(a→b) dx = l(直线长度)

被积函式不为1时,就是图形的面积(规则)

∫(a→b) f(x) dx = a(平面面积)

另外,定积分也可以求规则的旋转体体积,分别是

盘旋法(disc method):v = π∫(a→b) f²(x) dx

圆壳法(shell method):v = 2π∫(a→b) xf(x) dx

计算方法有换元积分法,极座标法等,定积分接触得多,不详说了

∫(α→β) (1/2)[a(θ)]² dθ = a(极座标下的平面面积)

二重积分:有两个自变数z = f(x,y)

当被积函式为1时,就是面积(自由度较大)

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = a(平面面积)

当被积函式不为1时,就是图形的体积(规则)、和旋转体体积

∫(a→b) ∫(c→d) dxdy = v(旋转体体积)

计算方法有直角座标法、极座标法、雅可比换元法等

极座标变换:

则∫∫_(σ) pdydz+qdzdx+rdxdy

= ± ∫∫_(d) dxdy

取上/右/前 侧时,取 + 号

取下/左/后 侧时,取 - 号

3:高斯公式

∫∫_(σ) pdydz+qdzdx+rdxdy

= ± ∫∫∫_(ω) (∂p/∂x+∂q/∂y+∂r/∂z) dxdydz

- ∫_(σ和) pdydz+qdzdx+rdxdy

后面(σ和)那部分,若原本给的曲面是不能围成封闭空间的话,不能直接使用高斯公式,需要补上几个面后使得区域封闭,例如补上若干个(σ和)曲面,就可以运用高斯公式了,还要注意最后要减少所补上那几个曲面(σ和)相应的积分

4:挖洞

若在σ上,被积函式上有奇点的话,也不能直接运用高斯公式

需要补上一个小空间r=ε,足以包括所有内部的奇点的,然后取半径ε趋向0

运用高斯公式时也要减去这个部分相应的积分

所以有∫∫_(σ) = ± ∫∫∫_(ω) - ∫∫_(ε)

5:替代

若被积函式f的方程是在σ上,则可以优先把σ的方程代入f中

例如给σ方程:x²+y²+z²=a²

则∫∫_(σ) (pdydz+qdzdx+rdxdy)/√(x²+y²+z²)

= ∫∫_(σ) (pdydz+qdzdx+rdxdy)/a

= (1/a)∫∫_(σ) pdydz+qdzdx+rdxdy

于是这样,就可以避免了4:的情况,不用挖洞

去掉奇点后就可以继续补面使用高斯公式了

️两种曲线积分的区别?

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很容易区分呀。第一类曲线积分表示式中是ds。第二类曲线积分表示式中是dx+dy,或只有dx或只有dy。

另外,这两类曲线积分的物理意义是完全不同的,要想真正弄清这两类曲线积分的区别,建议好好看看书,把他们的物理意义弄明白了就很容易区分了。具体如下:

一类曲线是对曲线的长度,二类是对x,y座标。怎么理解呢?告诉你一根线的线密度,问你线的质量,就要用一类。

告诉你路径曲线方程,告诉你x,y两个方向的力,求功,就用二类。二类曲线也可以把x,y分开,这样就不难理解一二类曲线积分之间的关係了,它们之间就差一个余弦比例。

一二类曲面积分也是一样的。一类是对面积的积分,二类是对座标的。告诉你面密度,求面质量,就用一类。

告诉你x,y,z分别方向上的流速,告诉你面方程,求流量,就用第二类。同理,x,y,z方向也是可以分开的,分开了也就不难理解一二类曲面积分的关係了。

你要把以上两点都能理解的话,再去看高斯公式与流量,斯托克斯公式与旋度,这两个是线面体积分转化的两个公式,都理解了就没问题了。

学积分,重要的就是要理解:积分就等于是求积(乘法的积)。积分就是乘法。

因为变数在连续变化,我不能直接乘,所以有了微积分来微元了再乘。一类线面积分就是函式和线面乘,二类线面积分就是函式和座标乘。

重庆市辖区公民的回答:


其实感觉第一类积分与第二类积分的图有有无方向箭头的差别。

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