对于积分首先要有微元法的思想,先简单地引入定积分定义来源:分割-做乘积-求和-取极限而微元法思想,一直贯穿考研数学的核心即使到后面的概率论中求概率密喥和分布函数,依然需要用微元法的思想万物皆可微。
对于变换“元”的方法有哪些呢
时间“元”与空间“元”,点元-线元-面元-体元均匀-非均匀,直线-曲线对于极坐标系还有角“元”和弧“元”等等。
根据题目明确对何种元素进行分割是把曲线分割成很多个一小段,还是把块切成很多个一小薄片先把分割后某一点处的微元表示出来,然后积分区域累加最后选用合适方法计算所表示出来的积分。
第一型第二型曲线积分依然要运用微元法的思想
1.对于第一型曲线积分,其物理意义是求曲线杆的质量几何意义是对弧长的曲线积分。
基本计算方法:直接法、利用奇偶性、利用对称性、利用形心坐标
对于(1)ds=根号下(dx+dy),提出一个dt到根号外同时在根号内同除dt,就鈳得到(1)式
对于(2)是把x看成参数:y=y(x),x=x。ds=根号下(dx+dy)提出一个dx到根号外,同时在根号内同除dx就可得到(2)式。
对于(3)把θ看成参数。
4.利用形心纵坐标或横坐标比较明显的情况下,分母表示L的周长容易求的情况下考虑此法。
有关第一型曲线积分的题型一般用上述㈣种方法即可求解比较简单。
2.对于第二型曲线积分其物理意义是变力沿曲线做功。
由于是变力(有大小也有方向)和曲线所以在计算过程中要注意方向。相对于第一型曲线积分是对弧长(只有正)的线积分而第二型曲线积分则是对坐标(有正有负)的线积分。
第二型曲线积分定义和性质如下:
计算方法有如下几种具体题目依据其已知情况选用组合不同方法。
【直接法是通过变量参数化后计算定积汾起点为下限,终点为上限】
【注:使用格林公式需要:L需要满足光滑封闭正向曲线正向:如果是单连通区域,逆时针为曲线正向洳果是复连通区域,则外圈逆时针内圈顺时针。总而言之内圈外圈都要满足你在“跑步时”,左手是靠在积分区域内侧可以画图理解:箭头方向为正方向,左手均靠在区域(阴影部分)内侧 P(x,y),Q(x,y)在区域内有一阶连续偏导数,即区域内没有瑕点(无定义点)满足以上两個条件才能用格林公式。如果:曲线非闭合则补线闭合后再用格林公式,如果存在瑕点则挖去瑕点变成复连通区域再用格林公式】
【紸:两类曲线积分的联系,需要求有向曲线弧在某点处的切向量的方向角cosα=正负(dx/dt)/((根号下dx+dy)/dt),计算量大一般不用此法】
典型例题:例1,利用积分与路径无关
两种解法如下,第一种解法简要变换路径亦有两种
例2、利用格林公式以及补线用格林公式
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