两类曲线积分的关系

这两课我们学习了,它们也分别称为,本节就来比较一下这两类积分的异同。

1 两类曲线积分的区别

首先,的不同在于,

  • 中的是曲线弧,作用在曲线弧上的是数量(标量)函数,如下图左侧所示
  • 中的是有向曲线弧,作用在有向曲线弧上的是,如下图右侧所示

第一类曲线积分:

第二类曲线积分:

2 两类曲线积分的联系

再来看看这两类积分的联系,对上图中的曲线弧、有向曲线弧进行相同的划分,从而得到下图中的小曲线弧、小有向曲线弧。根据前面的学习可知,下图左侧的小曲线弧可用小切线段来线性近似,而下图右侧的小有向曲线弧可用小切向量来线性近似。

来近似

来近似

的长度是相同的,只是后者是,设其单位,那么有:

根据,从而可得:

上式中的在单位切向量上的,其结果是一个数量函数,所以上式的左侧是,右侧是。整理下会看得更清楚:

所以是可以相互转化的。

关注马同学
马同学高等数学
微信公众号:matongxue314