Вычисление криволинейного интеграла II рода в ДПСК:
Другие предметыКолледжКриволинейные интегралыкриволинейный интеграл II родавычисление интегралаДПСКкратные интегралырядыколледжматематические методы
Криволинейный интеграл второго рода (или интеграл по кривой) используется для вычисления работы векторного поля вдоль кривой. Рассмотрим, как его вычислить шаг за шагом.
Шаг 1: Определение кривойСначала определим кривую, вдоль которой мы будем интегрировать. Пусть кривая задается параметрически, например, в виде вектора r(t) = (x(t),y(t)),где t изменяется от a до b.
Шаг 2: Определение векторного поляЗатем определим векторное поле F, которое мы будем интегрировать. Пусть F = (P(x, y),Q(x, y)),где P и Q - функции, зависящие от x и y.
Шаг 3: Подстановка параметризацииТеперь подставим параметризацию кривой в векторное поле. То есть заменим x и y в F на x(t) и y(t). Таким образом, мы получим:
Вычислим производные x'(t) и y'(t),которые нужны для вычисления дифференциала длины кривой. Это делается следующим образом:
Теперь мы можем записать криволинейный интеграл второго рода:
∫C F · dr = ∫(a to b) (P(x(t),y(t)) * x'(t) + Q(x(t),y(t)) * y'(t)) dt
Шаг 6: Вычисление интегралаТеперь вычисляем интеграл, подставляя значения P и Q, а также производные x'(t) и y'(t). Это может потребовать интегрирования по частям или других методов, в зависимости от сложности функции.
Шаг 7: Подстановка пределов интегрированияНе забудьте подставить пределы интегрирования от a до b, чтобы получить окончательный результат.
ПримерДопустим, у нас есть кривая, заданная параметрически как r(t) = (t, t^2) для t от 0 до 1, и векторное поле F = (y, x). Мы можем пройти все шаги:
Таким образом, мы получили значение криволинейного интеграла второго рода.