设 为平面上可求长度的曲线段,
为定义在
上的函数.对曲线
作分割
,它把分成
个可求长度的小曲线段
,
的弧长记为
,分割
的细度为
,在
上任取一点
, 若存在极限
且它的值与分割及点的取法无关,则称此极限
为
在
上的第一型曲线积分1,记为
或者简写成
。
设 为空间上可求长度的曲线段,
为定义在
上的函数.对曲线
作分割
,它把分成
个可求长度的小曲线段
,
的弧长记为
,分割
的细度为
,在
上任取一点
, 若存在极限
且它的值与分割及点的取法无关,则称此极限
为
在
上的第一型曲线积分,记为
对于一般维空间中曲线,可同样给出定义。
物理意义当 是平面上某一可求长度的曲线,
是其密度函数,当计算物体的质量问题时便须要第一型曲线积分.首先对
作分割,把分成n个可求长度的小曲线段
(i=1,2,…,n),并在每一个上任取一点
,由于密度函数为连续函数,故当的弧长都很小时,每一小段的质量可近似地等于
,其中
为小曲线段的长度.于是在整个上的质量就近似地等于和式
当对的分割越来越细密时,上述和式的极限就应是该物体的质量2.
第一型曲线积分具有下述一些重要性质1:
1).若存在,
为常数,则
也存在,且
2).若曲线段由曲线
首尾相接而成,且
都存在,则
也存在,且
3).若与
都存在,且在
上
, 则
4).若存在,则
也存在,且
设有光滑曲线,函数
为定义在
上的连续函数,则
下面给出二个常用的应用。
1) 空间曲线的重心坐标为1
2)曲线绕z轴(x, y轴)的转动惯量2是