Processing math: 100%

Вычисление криволинейных интегралов второго рода

Перед прочтением данной статьи желательно ознакомиться с темой Определение криволинейных интегралов второго рода и их свойства. Физический смысл

Вычисление криволинейных интегралов II рода

Если Γ — кусочно гладкая кривая заданная уравнением r=r(t) (αtβ), а функции φi (i=1,,n) непрерывные вдоль кривой Γ, то существует криволинейный интеграл II рода Γ(F,dr) и справедливо равенство:
Γ(F,dr)= =βαni=1φi(x1(t),,xn(t))xi(t)dt.

Примеры

  1. Вычислить криволинейный интеграл Γ(ydxxdy), где Γ — дуга окружности x2+y2=1, которая начинается в точке (1,0) и заканчивается в точке (0,1).
    Параметрическое представление кривой Γ имеет вид Γ:x=cost,y=sint (0tπ2). Отсюда,

    Γ(ydxxdy)= =π20[sint(sint)costcost]dt= =π20dt=t|π20= =(π20)=π2.

  2. Вычислить криволинейный интеграл Γ(ydxxdy), где Γ — отрезок, который начинается в точке (1,0) и заканчивается в точке (0,1).
    Параметрическое представление кривой Γ имеет вид Γ:x=1t,y=t (0t1). Отсюда,

    Γ(ydxxdy)= =10[t(1)(1t)1]dt= =10dt=t|π20=(10)=1.

  3. Вычислить криволинейный интеграл Γ(ydx+xdy), где Γ — дуга окружности x2+y2=1, которая начинается в точке (1,0) и заканчивается в точке (0,1).
    Параметрическое представление кривой Γ имеет вид Γ:x=cost,y=sint (0tπ2). Отсюда,

    Γ(ydx+xdy)= =π20[sint(sint)+costcost]dt= =π20[cos2tsin2t]dt=π20cos2tdt= =sin2t2|π20=sinπ2sin02=0.

Вычисление криволинейных интегралов второго рода

Чтобы убедиться в том что вы усвоили данный материал советую пройти этот тест.


Таблица лучших: Вычисление криволинейных интегралов второго рода

максимум из 7 баллов
Место Имя Записано Баллы Результат
Таблица загружается
Нет данных

Условия независимости криволинейного интеграла 2-го рода от пути интегрирования

Условия независимости криволинейного интеграла 2-го рода от пути интегрирования

Для того чтобы (AB)Pdx+Qdy при любых кривых (AB)(T) где (T) — это двухмерное пространство, не зависел от пути интегрирования (AB) , а зависел только от положения начальной и конечной точек A и B, необходимo и достаточно, чтобы (AB)Pdx+Qdy=0 для любого замкнутого контура (L)(T)

Необходимость

Пусть интеграл не зависит от пути интегрирования. Тогда для произвольного замкнутого контура (L)(T) изображенного на рисунке.

Произвольный замкнутый контур

Рисунок: Произвольный замкнутый контур

имеем

(L)Pdx+Qdy=(ACB)Pdx+Qdy+(BDA)Pdx+Qdy=(ACB)Pdx++Qdy(ADB)Pdx+Qdy=0

Так как интеграл не зависит от пути интегрирования.

Достаточность

Докажем, что при выполнении условии теоремы

(ACB)Pdx+Qdy=(ADB)Pdx+Qdy
Для этого докажем, что разность левой и правой частей этого равенства равнв нулю:

(ACB)Pdx+Qdy(ADB)Pdx+Qdy=(ACB)Pdx+Qdy+(BDA)Pdx+ +Qdy=(ACBDA)Pdx+Qdy=0

как интеграл по закнутому контуру.

Пример:

Вычислить криволинейный интеграл при помощи формулы Ньютона-Лейбница.

(4,2)(7,3)ydx+xdy

Спойлер

Пример:

Вычислить криволинейный интеграл (4,2)(7,3)(x+y)dx+xdy

Спойлер
Литература
  1. А. Р. Лакерник, «Высшая математика краткий курс», Логос, 2008, стр. 404-414
  2. Тер-Крикоров A.M., Шабунин М.И. Курс Математического анализа стр. 505-508

Проверьте, как вы усвоили предоставленный материал.