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线积分的重要性在于其应用,用线积分能计算变力沿空间路径所作的功,和流体沿曲线和越过边界流动的速率
我们知道二重积分是计算给定表面下的体积
现在呢我们可以用X,Y沿着某曲线C的路径来计算其表面的积分,
或者理解为:X,Y表示f(x,y)的宽度,f(x,y)表示为高度,这就表示为表面下的区域沿着特定的路径的积分,也就是表面下沿曲线C的面积,可以想象下这与一元微积分求面积的有什么区别?
二重积分的变量都是独立出来的,但线积分却被曲线C限制了,正因为如此,两个变量不再被独立对待,所以将整个事物简化为一个变量
而曲线C对应两个单独的方程式,而X,Y都取决于新变量T,这就是我们所说的参数方程
对于参数方程的原理如下图,很容易绘制对应的函数图形
为什么参数方程对线积分如此有用呢?因为我们利用参数方程,可以将积分中的dS写成
这表示沿着曲线C的两个点之间的无穷小间隔,且增量改为参数t,现在我们知道了这一点,我们的积分是关于t的,所以我们可以将积分表示成
因此给定曲面f(x,y)和曲线C,我们必须采用参数的导数,并将所有的内容都插入到该方程式中
如下这个例子,形象的说明了计算线积分的原理过程,这是沿着曲线C在表面f(x,y)=2x下的面积
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