Лінійний інтеграл: відмінності між версіями

[неперевірена версія][неперевірена версія]
Вилучено вміст Додано вміст
Uawikibot1 (обговорення | внесок)
Немає опису редагування
вікіфікація
Рядок 1:
== Визначення лінійного інтеграла ==
 
Нехай в просторової області <math>\mathbf{\textit{V}}</math> визначено безперервне векторне поле <math>\bar {a}(\mathbf{\textit{M}}), \mathbf{\textit{L}}</math> -&nbsp;— гладка крива, розташована в <math>\mathbf{\textit{V}}</math>. Лінійним інтегралом поля <math>\bar {a}</math> уздовж лінії <math>\mathbf{\textit{L}}</math> називається криволінійний інтеграл по довжині дуги від скалярного твори <math>\bar {a}(\mathbf{\textit{M}})</math> на одиничний дотичний вектор <math>\bar {\tau }(\mathbf{\textit{M}}): W=\int\limits_L {\bar {a}(M)\cdot \bar {\tau }(M)\,ds}</math>.
 
Як і потік, цей інтеграл може представлятися по-різному. Так, якщо врахувати, що похідна <math>\bar {\tau }(M)</math> на <math>ds</math> дає зміна радіуса-вектора точки <math>\mathbf{\textit{M}}</math>, тобто <math>\bar {\tau }\cdot ds=d\bar {r}=dx\bar {i}+dy\bar {j}+dz\bar {k}</math>,то <math>W=\int\limits_L {\bar {a}(M)d\bar {r}}</math> і <math>W=\int\limits_L {Pdx+Qdy+Rdz}</math> Отже, лінійний інтеграл може бути виражений і через лінійний інтеграл по координатах.
 
== Фізичний сенс лінійного інтеграла ==
якщо <math>\bar {a}(\mathbf{\textit{M}})</math> -&nbsp;— силове поле, то <math>\mathbf{\textit{W}}</math> дорівнює роботі цього поля при переміщенні матеріальної точки вздовж лінії <math>\mathbf{\textit{L}}</math> см. розділ Потрійні інтеграли.
 
== Основні властивості лінійного інтеграла ==
 
1)лінійність
<math>\int\limits_L {(C1\bar {a}_1 + C2\bar {a}_2)\bar{\tau }ds}=C1\int\limits_L {\bar{\tau }\bar {a}_1}ds +C2\int\limits_L {\bar{\tau }\bar {a}_2}ds</math>
 
 
 
2)адитивність
Рядок 24 ⟶ 22:
Це випливає з того, що вектор <math>\bar {\tau }(\mathbf{\textit{M}})</math> змінюється на <math>-\bar {\tau }(\mathbf{\textit{M}})</math>.
 
4). Якщо <math>\mathbf{\textit{L}}</math> -&nbsp;— векторна лінія поля і рух відбувається в напрямку поля, то <math>\mathbf{\textit{W}}>0</math>. У цьому випадку вектор <math>\bar {\tau }(\mathbf{\textit{M}})</math> колінеарний <math>\bar {a}(\mathbf{\textit{M}})</math> , тому <math>\bar {a}\cdot \bar {\tau }=\mathop {\mbox{пр}\bar {a}}\limits_{\bar {\tau }} =\vert \bar {a}\vert >0</math>.
 
== Обчислення лінійного інтеграла ==
Як і будь-який криволінійний інтеграл, лінійний інтеграл обчислюється зведенням до певного інтеграла по параметру на кривій, зазвичай обчислюють криволінійний інтеграл <math>W=\int\limits_L {Pdx+Qdy+Rdz}</math>. Якщо крива при параметричному завданні має вигляд<br/>
<math>L:\left\{ {\begin{array}{l} x=x(t), \\ y=y(t), \\ z=z(t), \\ \end{array}} \right. t_0 \leqslant t\leqslant t_k</math> - безперервно диференціюються, то <br>
<math>W=\int\limits_L {P(x,y,z)\cdot dx+Q(x,y,z)\cdot dt+R(x,y,z)\cdot dz}</math> <math>=\int\limits_{t_0 }^{t_k } {\left[ {P(x(t),y(t),z(t))\cdot {x}'(t)+Q(x(t),y(t),z(t))\cdot {y}'(t)+R(x(t),y(t),z(t))\cdot {z}'(t)} \right]dt}</math>
Рядок 33 ⟶ 31:
Напрямок інтегрування визначається напрямом руху по кривій.
 
== Циркуляція векторного поля ==
Циркуляцією називається лінійний інтеграл векторного поля по замкнутій кривій <math> \mathbf{\textit{C}} =\oint\limits_C {\bar {a}\cdot d\bar {r}}</math>.