中文名 | 曲線積分 | 外文名 | Line Integral |
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基本簡(jiǎn)介 | ∫ρ(x,y)ds叫對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分 | 定????義 | 弧長(zhǎng)曲線積分也叫第一類(lèi)曲線積分 |
類(lèi)????別 | 第一、二類(lèi)曲線積分 | 應(yīng)????用 | 重力場(chǎng)或電場(chǎng)等 |
設(shè)L為xOy平面上的一條光滑的簡(jiǎn)單曲線弧,f(x,y)在L上有界,在L上任意插入一點(diǎn)列
(上述定義并不完全嚴(yán)謹(jǐn),給出新的定義):在矢量場(chǎng)A中,任取一連接點(diǎn)P0與P1的光滑曲線c,此時(shí)向量OP0記作R0,向量OP1記作R1,用ΔR表示位于曲線C的切線上,以切點(diǎn)為始點(diǎn)而模
對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分和對(duì)坐標(biāo)軸的曲線積分是可以互相轉(zhuǎn)化的,利用弧微分公式
在曲線積分中,被積的函數(shù)可以是標(biāo)量函數(shù)或向量函數(shù)。積分的值是路徑各點(diǎn)上的函數(shù)值乘上相應(yīng)的權(quán)重(一般是弧長(zhǎng),在積分函數(shù)是向量函數(shù)時(shí),一般是函數(shù)值與曲線微元向量的標(biāo)量積)后的黎曼和。帶有權(quán)重是曲線積分與一般區(qū)間上的積分的主要不同點(diǎn)。物理學(xué)中的許多簡(jiǎn)單的公式(比如說(shuō))在推廣之后都是以曲線積分的形式出現(xiàn)(
量子力學(xué)中的“曲線積分形式”和曲線積分并不相同,因?yàn)榍€積分形式中所用的積分是函數(shù)空間上的泛函積分,即關(guān)于空間中每個(gè)路徑的概率函數(shù)進(jìn)行積分。然而,曲線積分在量子力學(xué)中仍有重要作用,比如說(shuō)復(fù)圍道積分常常用來(lái)計(jì)算量子散射理論中的概率振幅。
如果將復(fù)數(shù)看作二維的向量,那么二維向量場(chǎng)的曲線積分就是相應(yīng)復(fù)函數(shù)的共軛函數(shù)在同樣路徑上的積分值的實(shí)部。根據(jù)柯西-黎曼方程,一個(gè)全純函數(shù)的共軛函數(shù)所對(duì)應(yīng)的向量場(chǎng)的旋度是0。
在各種保守力的場(chǎng)都是路徑無(wú)關(guān)的,一個(gè)常見(jiàn)的例子就是重力場(chǎng)或電場(chǎng)。在計(jì)算這種場(chǎng)的做功時(shí),可以選擇適當(dāng)?shù)穆窂竭M(jìn)行積分,使得計(jì)算變得簡(jiǎn)單。如:
先看一個(gè)例子:設(shè)有一曲線形構(gòu)件占xOy面上的一段曲線 ,設(shè)構(gòu)件的密度分布函數(shù)為ρ(x,y),設(shè)ρ(x,y)定義在L上且在L上連續(xù),求構(gòu)件的質(zhì)量。對(duì)于密度均勻的物件可以直接用ρV求得質(zhì)量;對(duì)于密度不均勻的物件,就需要用到曲線積分,dm=ρ(x,y)ds;所以m=∫ρ(x,y)ds;L是積分路徑,∫ρ(x,y)ds就叫做對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分。
平曲線就是水平方向線路發(fā)生轉(zhuǎn)折,形成曲線;豎曲線就是線路在高程上起伏形成曲線。常見(jiàn)的有垣曲縣和緩和曲線
樓主478270995的回復(fù) 引用:2樓 tianshi1973cn 什么是平曲線和豎曲線? ?懸賞分:10?-?解決時(shí)間:2007-6-12?13:16? 公路線形設(shè)計(jì)中,什么是平曲線,什么是豎曲線...
平曲線可以理解為線路在水平面的投影,主要是圓曲線和緩和曲線;豎曲線可以理解為線路在豎直平面的投影,一般是圓曲線
曲線積分分為:
(1)對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分 (第一類(lèi)曲線積分)
(2)對(duì)坐標(biāo)軸的曲線積分(第二類(lèi)曲線積分)
兩種曲線積分的區(qū)別主要在于積分元素的差別;對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分的積分元素是弧長(zhǎng)元素ds;例如:對(duì)L的曲線積分∫f(x,y)*ds 。對(duì)坐標(biāo)軸的曲線積分的積分元素是坐標(biāo)元素dx或dy,例如:對(duì)L’的曲線積分∫P(x,y)dx Q(x,y)dy。但是對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分由于有物理意義,通常說(shuō)來(lái)都是正的,而對(duì)坐標(biāo)軸的曲線積分可以根據(jù)路徑的不同而取得不同的符號(hào) 。
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第十章 曲線積分與曲面積分 (第三部分) 曲線積分習(xí)題解答 一、對(duì)弧長(zhǎng)的曲線積分 1 . 計(jì) 算 L ydsI , 其 中 L 為 擺 線 )cos1(),sin( tayttax 的 一 拱 )20,0( ta . 解 由于 )c o s1( )s i n( : tay ttax L , )20( t ;而 dttadtyxds 2 1 22 )cos1(2 , )20( t 故 2 0 2 1 )c o s1(2)c o s1( dttataydsI L 2 0 32 2 sin4 dt t a 0 32 sin8 udua 2 0 32 sin16 udua 2 2 32 a . 2.計(jì)算曲線積分 L dsyx 22 ,其中 L為圓周 axyx 22 . 解 圓周 axyx 22 在極坐標(biāo)下的方程為 c o sa ) 22 ( ,則 addds 22 . 故 L dsyx 22 2
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一、什么是回頭曲線 對(duì)回頭曲線的定義,大多是這樣描述的:回頭曲線是一種半徑小、轉(zhuǎn)彎急、 線型標(biāo)準(zhǔn)低的曲線形式,其轉(zhuǎn)角接近、等于或大于 180度。 在實(shí)際中,我們確實(shí)經(jīng)常在山區(qū)道路碰到回頭曲線, 基本的感覺(jué)就是一個(gè)急 彎,并且轉(zhuǎn)了一百八十度,跟掉頭差不多,也就是前面描述的: 轉(zhuǎn)角接近、等于 或大于 180度。下圖是湘西“公路奇觀”的連續(xù)回頭曲線。 . 回頭曲線幾乎不在高等級(jí)公路中使用, 我所經(jīng)歷過(guò)的,使用回頭曲線的最 高等級(jí)公路是二級(jí)公路,這個(gè)例子在后面我們還會(huì)進(jìn)行計(jì)算。 我這里所討論的回頭曲線, 主要是基于其平面坐標(biāo)計(jì)算的特殊性而言的, 它 只有一個(gè)定義, 就是:轉(zhuǎn)角大于或等于 180度,由于實(shí)際使用中很少有轉(zhuǎn)角正好 等于 180度的情況,所以就是指轉(zhuǎn)角大于 180度這種情況了 。 為什么這么定義呢, 因?yàn)橐话闱闆r下, 交點(diǎn)與曲線的關(guān)系是: 交點(diǎn)在曲線的 外側(cè),即便是轉(zhuǎn)角接近 180度,它
第一型曲線積分具有下述一些重要性質(zhì) :
1).若
2).若曲線段
3).若
4).若
設(shè)有光滑曲線
設(shè)
設(shè)
對(duì)于一般維空間中曲線,可同樣給出定義。