弧积分

对弧长的曲线积分笔记

一、基本性质

  1. 与方向无关LABf(x,y)ds=LBAf(x,y)ds
  2. 可加性(曲线分段光滑)
    L=L1+L2,则Lfds=L1fds+L2fds
  3. 弧长公式
    f(x,y)1 时,Lds=ss 为曲线 L 的弧长)

二、直角坐标系下的三种形式

  1. 曲线由 y=y(x) 给出,x[a,b]

    Lf(x,y)ds=abf(x,y(x))1+[y(x)]2dx
  2. 曲线由参数方程 x=x(t),y=y(t)t[α,β] 给出:

    Lf(x,y)ds=αβf(x(t),y(t))[x(t)]2+[y(t)]2dt

说明:以上公式中 [y(t)]2[x(t)]2 均为导数的平方,而不是绝对值。


三、计算步骤

  1. 一代:将曲线方程代入被积函数 f(x,y),化为关于参数的函数
  2. 二算:写出 ds=x(t)2+y(t)2dt(或相应直角坐标形式)
  3. 三定限:确定参数 t 的积分区间,下限始终小于上限(积分与方向无关)