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二维或三维空间中,沿给定曲线对向量场进行积分,计算向量场与曲线切线方向的点乘在曲线上的积分。

CFdr \int_C \mathbf{F} \cdot d\mathbf{r}

解决变力沿曲线做功问题, 这里的F就可以理解为向量场(虽然并不一定是力场, 但可以等效), 即为每个位置r映射一个向量F, F沿着特定的方向r的分量即为所作的功

性质

标量场的曲线积分类似, 拥有以下性质

  • 线性
  • 线积分区间可加性
  • 积分路径的方向性

计算

二维情况下, 可将F\mathbf{F}r\mathbf{r}分解为各坐标的分量

LFdr=LP(x,y)dx+LQ(x,y)dy \int_L \mathbf{F} \cdot d\mathbf{r}=\int_LP(x,y)dx+\int_L Q(x,y)dy

曲线积分可转化为对坐标的积分

设L的参数方程(αtβ\alpha \le t \le \beta)

{x=ϕ(t)y=ψ(t) \left\{ \begin{aligned} x=\phi(t)\\ y=\psi(t) \end{aligned} \right.

则对坐标的曲线积分可以转换为参数t的定积分

LP(x,y)dx+Q(x,y)dy=ab{P[ϕ(t),ψ(t)]ϕ(t)+Q[ϕ(t),ψ(t)]ψ(t)}dt \int_L P(x,y)dx+Q(x,y)dy =\int_a^b \left\{P[\phi(t),\psi(t)]\phi'(t) +Q[\phi(t),\psi(t)]\psi'(t)\right\}dt

如果x,y的关系以y=ϕ(x)y=\phi(x)形式给出, 则可以看作上面的一种特殊情况