图解第一类曲线积分与第二类曲线积分的关系

图解第一类曲线积分与第二类曲线积分的关系

笔记相关内容:
1.曲线积分(Line Integral)
2.向量场中的曲线积分、环量、通量


第一类曲线积分(对弧长 d s ds ds进行积分)(无方向性)
物理意义: f ( x , y ) f(x,y) f(x,y)可以为线密度, d s ds ds为弧长微元,在曲线 L L L上积分得到曲线质量
∫ L f ( x , y ) d s \int_Lf(x,y)ds Lf(x,y)ds
第二类曲线积分(对坐标 d x 、 d y dx、dy dxdy进行积分)(有方向性)
物理意义: F ⃗ \vec{F} F 为变力, d r ⃗ d\vec{r} dr 为位移微元,沿曲线 L L L某个方向上积分得到变力沿曲线该方向上的功W
d W = F ⃗ ⋅ d r ⃗ d W = { P ( x , y ) , Q ( x , y ) } ⋅ { d x , d y } d W = P ( x , y ) d x + Q ( x , y ) d y ∫ L d W = ∫ L F ⃗ ⋅ d r ⃗ = ∫ L P ( x , y ) d x + Q ( x , y ) d y dW=\vec{F}\cdot d\vec{r}\\ ~\\ dW=\{P(x,y),Q(x,y)\}\cdot\{dx,dy\}\\ ~\\ dW=P(x,y)dx+Q(x,y)dy\\ ~\\ \int_LdW=\int_L\vec{F}\cdot d\vec{r}=\int_LP(x,y)dx+Q(x,y)dy dW=F dr  dW={P(x,y),Q(x,y)}{dx,dy} dW=P(x,y)dx+Q(x,y)dy LdW=LF dr =LP(x,y)dx+Q(x,y)dy
其中
P ( x , y ) P(x,y) P(x,y)为变力 F ⃗ \vec{F} F 在点 ( x , y ) (x,y) (x,y)处沿 x x x轴方向的分力
Q ( x , y ) Q(x,y) Q(x,y)为变力 F ⃗ \vec{F} F 在点 ( x , y ) (x,y) (x,y)处沿 y y y轴方向的分力
d x dx dx是在点 ( x , y ) (x,y) (x,y)处沿 x x x轴方向的微小位移
d y dy dy是在点 ( x , y ) (x,y) (x,y)处沿 y y y轴方向的微小位移
P ( x , y ) d x P(x,y)dx P(x,y)dx是变力 F ⃗ \vec{F} F 在点 ( x , y ) (x,y) (x,y)处沿 x x x轴方向上微小位移的功
Q ( x , y ) d y Q(x,y)dy Q(x,y)dy是变力 F ⃗ \vec{F} F 在点 ( x , y ) (x,y) (x,y)处沿 y y y轴方向上微小位移的功

第一类曲线积分与第二类曲线积分的关系


∫ L P ( x , y ) d x + Q ( x , y ) d y = ∫ L P ( x , y ) cos ⁡ α d s + Q ( x , y ) cos ⁡ β d s \int_LP(x,y)dx+Q(x,y)dy=\int_LP(x,y)\cos\alpha ds+Q(x,y)\cos\beta ds LP(x,y)dx+Q(x,y)dy=LP(x,y)cosαds+Q(x,y)cosβds

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