第二型曲線積分

與曲線定向有關的曲線積分

第二型曲線積分亦稱關於坐標的曲線積分,是一種與曲線定向有關的曲線積分,與第一型曲線積分相比,從物理意義上,可以看出兩種曲線積分是不同的,儘管它們都是沿著曲線的積分,但第一型的與方向無關,第二型的與方向有關。第二型曲線積分在向量場理論中還有許多應用。

物理意義


第二型曲線積分的物理背景是變力沿曲線做功。
空間中有一變力作用在某質點上,使其從某一曲線L的端點A,沿著L移動到另一端點B,求該力做功多少?
顯然在L上取一有向弧微元則可得做功微元,那麼力 F移動質點從A到B所做的功為,若用坐標表示,則成為
這種類型的積分稱為 第二型的曲線積分。

定義


定義1設函數定義在平面有向可求長度曲線L上,對L的任意分割T,它把L分成n個小弧段:在每個小曲線段上任取一點,若極限存在,且與分割T和點 的取法無關,其中||T||是各小弧段長度的最大值,則稱此極限為函數,沿有向曲線L上的第二型曲線積分,記為
定義2 設L為空間內一條光滑有向曲線,函數在L上有定義,則可以定義沿空間有向曲線L上的第二型曲線積分,並記為

性質


(1)如果把L分成和,且都存在,則
(2)設L是有向曲線弧,-L是與L方向相反的有向曲線弧,則
(3)若 存在,則 也存在,且

計算


轉化為定積分,要注意的是:二型線積分的起點,對應定積分的下限,終點對應定積分的上限,即若曲線