Криволинейный интеграл

Свойства криволинейного интеграла второго рода

Криволинейный интеграл второго рода обладает рядом важных свойств, которые упрощают его вычисление и анализ. К ним относятся линейность (суперпозиция и однородность), аддитивность по кривой и зависимость от направления обхода. Особое внимание уделяется тому, что интеграл меняет знак при изменении ориентации кривой. В статье подробно разобраны эти свойства и их практическое применение.

Для этого интеграла существенны следующие свойства:

1) Линейность

а) свойство суперпозиции ∫_L((a⃗_1+a⃗_2),,dr→)=∫_L(a⃗_1,,dr)→+∫_L(a⃗_2,,dr)→\int\limits\_L { ((\vec { a } \_1 +\vec { a } \_2 ),,\overrightarrow { dr } )=\int\limits\_L { (\vec { a } \_1 ,,\overrightarrow { dr) } } +\int\limits\_L { (\vec { a } \_2 ,,\overrightarrow { dr) } } }

б) свойство однородности ∫_Lλ,(a⃗,,dr→)=λ∫_L(a⃗,,dr→)\int\limits\_L { \lambda ,\left( { \vec { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) } =\lambda \int\limits\_L { \left( { \vec { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) }.

Доказательство

Запишем интегральные суммы для интегралов в левых частях равенств. Так как в интегральной сумме число слагаемых конечно, используя свойство скалярного произведения, перейдем к интегральным суммам для правых частей равенств. Затем перейдем к пределу, по теореме о предельном переходе в равенстве получим желаемый результат. \newline

2) Аддитивность

Если L=L_1∪L_2,L=L\_1 \cup L\_2 \mathbf { , } то ∫_L(aˉ,,dr→)=∫_L_1(aˉ,,dr→)+∫_L_2(aˉ,,dr→).\int\limits\_L { \left( { \bar { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) } \mathbf { = } \int\limits\_ { L\_1 } { \left( { \bar { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) } \mathbf { + } \int\limits\_ { L\_2 } { \left( { \bar { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) } \mathbf { . }

Доказательство

Выберем разбиение области L так, чтобы ни один из элементов разбиения ( первоначально и при измельчении разбиения) не содержал одновременно как элементы L_1\_ { 1 }, так и элементы L_2\_ { 2 }. Это можно сделать по теореме существования (замечание к теореме). Далее проводится доказательство через интегральные суммы, как в п.1.

3) Ориентируемость ∫_L(aˉ,,dr→)=−∫_−L(aˉ,,dr→)\int\limits\_L { \left( { \bar { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) } = - \int\limits\_ { -L } { \left( { \bar { a } ,,\overrightarrow { dr } }\right) } Доказательство

Интеграл по дуге −L-L, т.е. в отрицательном направлении обхода дуги есть предел интегральных сумм, в слагаемых которых вместо Δr_i→\overrightarrow { \Delta r\_i } стоит −Δr_i→-\overrightarrow { \Delta r\_i }. Вынося "минус" из скалярного произведения и из суммы конечного числа слагаемых, переходя к пределу, получим требуемый результат.

Заметим, что свойство ориентируемости в криволинейном интеграле первого рода отсутствует. Зато в криволинейном интеграле второго рода отсутствуют свойства интегрирования неравенств, теорема об оценке и теорема о среднем, которые есть в криволинейном интеграле первого рода.

Другие статьи из категории

Похожие статьи

Все статьи →

Криволинейный интеграл

Вычисление криволинейного интеграла второго рода. Примеры.

Криволинейный интеграл второго рода является важным инструментом векторного анализа и применяется для моделирования физических процессов,…

Криволинейный интеграл

Формула Грина

Формула Грина — это важный инструмент в математическом анализе, который устанавливает связь между криволинейным интегралом по замкнутому…

Криволинейный интеграл

Условия независимости криволинейного интеграла от пути интегрирования

Независимость криволинейного интеграла от пути интегрирования является ключевым свойством потенциальных полей и имеет важное значение в…

Криволинейный интеграл

Вычисление криволинейного интеграла второго рода в случае выполнения условия независимости от формы

Если криволинейный интеграл второго рода не зависит от формы пути, его вычисление можно значительно упростить за счет использования…

Криволинейный интеграл

Выражение площади плоской области через криволинейный интеграл

Криволинейный интеграл предоставляет мощный инструмент для вычисления площади плоской области без необходимости непосредственного…

Нужен расчёт?

Пришлите исходные данные — уточним состав работы и ответим по срокам.

Связаться