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第C 十一章C 曲线C 积分C与曲面C积分 C C C C C C
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大 大第一节 大 对弧长大的曲线积大分 大 大 大 大 大 大
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主讲 武忠祥 教授
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大一、对弧大长的曲线积大分的概念大与性质 大 大 大 大 大 大 大
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引例 曲线形构件的质量
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定义 设 是 面上的一条光滑曲线弧.
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2) f (x, y)ds f (x, y)ds f (x, y)ds
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大大 3)若 f ( x 大大, y ) g (x, y)大大,则 f (x大大, y)ds g(大大x, y)ds, f大大(x, y)ds 大大f (x, y)ds. 大大 大大 大大 大大
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大二、对弧大长的曲线积大分的计算大法 大 大 大 大 大 大 大
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定理:设 f (x, y) 是定义在光滑曲线弧 L : x (t ), y (t) ( t )
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学 上的连续学函数,则 学 学 学 学 学 学 学 学 学
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f (x, y)ds f [(t ) ,(t )] 2 (t ) 2 (t ) d t
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: x (t), y (t), z (t)( t ),
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大大 学学 f (x 大大 , 学学 y, z)ds 大大 学学 f [(t),(t)大大, 学学 (t)] 2 (t大大) 学学 2 (t) 大大 学学 2 (t)dt 武 大大 忠学学 祥考 大大 学学研 大大 学学 大大 学学 大大 学学
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中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
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大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
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中 例1 计中算 yds 中, 其中 L 是 中 抛物线 y 中x 2 上点 O(0,中0) 中 中 中 中 中
L
与点C
之间
C
的一段弧
C
.
C C C C C C C C
O B (1,1) O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
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1
1
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
解 yds x 1 (2x) 2 dx ( 5 5 1)
L 0 12
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
学
M 例2 计算半
学
M 径为 R ,中
学
M 心角为 2
学
M的圆弧 L
学
对M于它的对
学
M
学
M
学
M
学
M
学
M
学
M
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
称轴的转动惯量 I (设线密度 = 1).
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
M xM Rcos M M M M M M M M M
学 解 学 学 学 学 学 学 学 学 学 学
大 L : 大 大( 大) 大 大 大 大 大 大 大
国 国 y Rsin国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO I y 2 ds OO R 2 sin 2OO (Rsin) OO2 (Rcos) 2OO d R 3 (OO sincosOO) OO OO OO OO
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM
L
学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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O O O O O O O O O O O
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内容小结
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中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
C C C C C C C C C C C
1O. 定义 O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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中 2.性质 中 f (x, 中 y)ds 中 f (x, y )d s (与 中 路径方向无 中 关) 中 中 中 中 中
L(AB) L(BA)
3.C计算方法:C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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大 1. 直大接法: 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
x x(t)
1) 若 t
C :
C C y y(t) C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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学 则学 f (x, 学 y)ds f (x 学 (t), y(t)) x 学2 (t) y 2 (t)d 学 t 学 学 学 学 学
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 C 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
2) 若
C : y y( x), a x b
CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC
OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO
b
MM OO 则 MM OO f (x, yMM) OO ds f (x,MMy OO (x)) 1 y MM 2 OO (x)dx MM OO MM OO MM OO MM OO MM OO MM OO
学学 学学 学学 学学 学学 学学 武忠学学 祥考学学研 学学 学学 学学
C a
大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大 大大
国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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大 3) 若大 C : ( 大) 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
则 f (x, y)ds f (()cos,()sin) 2 () 2 ()d
C C C C C C C C C C C
O C O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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设空间曲线 的方程为:
L
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
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x x(t), y y(t), z z(t) ( t )
大 大 大 大 大 大 大 大 大 大 大
国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国
中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
则
C C C C C C C C C C C
O O O O O O O O O O O
O O O O O O O O O O O
学
M
f (x, y学,
M
z)ds f (学x
M
(t), y(t), z(t学)
M
) x 2 (t) y学
M
2 (t) z 2 (t)学d
M
t 学
M
学
M
学
M
学
M
学
M
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L
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国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中C C C C C C C C C C C
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O O O 作业 O O O O O O O O
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中 中 中 中 中 中 中 中 中 中 中
P193 3
(3) , (4) , (5) , (7)
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国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国 国国
中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中 中中