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宋浩高等数学笔记(十一)曲线积分与曲面积分

2024-07-01 13:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

        个人认为同济高数乃至数学一中最烧脑的一章。。。重点在于计算方式的掌握,如果理解不了可以暂时不强求,背熟积分公式即可。此外本贴暂时忽略两类曲面积分之间的联系,以及高斯公式的相关内容,日后会尽快更新,争取高效率学习。

        在数学中,曲线积分是积分的一种。积分函数的取值沿的不是区间,而是特定的曲线,称为积分路径。曲线积分有很多种类,当积分路径为闭合曲线时,称为环路积分或围道积分。曲线积分可分为:第一类曲线积分和第二类曲线积分。

        定义在曲面上的函数或向量值函数关于该曲面的积分。曲面积分一般分成第一型曲面积分和第二型曲面积分。

        第一型曲面积分物理意义来源于对给定密度函数的空间曲面,计算该曲面的质量。第二型曲面积分物理意义来源对于给定的空间曲面和流体的流速,计算单位时间流经曲面的总流量。

一型曲线积分与单积分的联系:设曲线L可表示为函数y=y(x)从a到b的一段。将弧微分ds近似为直线,由图2的直角三角形得~

二型曲线积分与单积分的联系:设曲线L可表示为函数y=y(x)从a到b的一段~

一二型曲线积分的联系:把一型的ds投影到dx与dy方向上,即可转换为二型

目录

11.1对弧长的曲线积分

11.2对坐标的曲线积分

11.3两类曲线积分的联系

11.4格林公式

11.5对面积的曲面积分

11.6对坐标的曲面积分 

考研数学一大纲对这一章的要求如下:

1.理解两类曲线积分的概念,了解两类曲线积分的性质及两类曲线积分的关系.

2.掌握计算两类曲线积分的方法.

3.掌握格林公式并会运用平面曲线积分与路径无关的条件,会求二元函数全微分的原函数.

4.了解两类曲面积分的概念、性质及两类曲面积分的关系,掌握计算两类曲面积分的方法,掌握用高斯公式计算曲面积分的方法,并会用斯托克斯公式计算曲线积分。

5.了解散度与旋度的概念,并会计算.

11.1对弧长的曲线积分 几何意义是,曲线上的密度不想同,因此需要通过积分来求出变化的密度所谓的密度不同的曲线,可以有2维和3维两种(函数值可以为负~)计算方法记住公式套路就行,花样不是很多原公式中x、y的均为t的函数,本质上就是参数方程;有时候y为x的函数,亦或x与y的函数,可以将其中一个之接视为参数t 11.2对坐标的曲线积分 第二类曲线积分本质为变力在做功时方向和大小都在变化也分为二维和三维的情况对坐标的曲线积分,亦可以分段,且区间的变化是点的坐标到点的坐标的变化积分方向的选择非常重要~ 11.3两类曲线积分的联系 一类:f*德尔塔s(s即为根号下德尔塔x方和德尔塔y方的和)~二类:P*德尔塔x+Q*德尔塔y 11.4格林公式 本质上,就是三维的牛顿莱布尼茨公式~单连通区域:D内任一闭曲线围城的部分都属于D~复联通区域:逆时针是正方向格林公式的定义:设闭区域D由分段光滑的曲线L围成,P(x,y)与Q(x,y)在D上有一阶连续偏导,则D区域上的二重积分,即为L闭区间的曲线积分,L为D的正方向曲线积分符号上有一个圆圈,意为闭曲线上的曲线积分(例题一定要重视~) 11.5对面积的曲面积分 定积分:积分域二重积分:平面域三重积分:空间域曲线积分:曲线弧曲面积分:曲面域~  如果三元函数在光滑曲面上连续,则对面积的曲面积分存在~计算方式为将曲面投影在XoY平面上,相当于先用累次积分再用一次普通的定积分~ 11.6对坐标的曲面积分  对坐标的曲面积分是由方向~(例题非常重要)

 

 

 

 



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