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第一類曲線積分計算器

第一類曲線積分線上計算機,輸入純量函數與參數曲線,沿路徑對弧長 ds 積分,附參數區間,適合曲線積分章節學習。

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∫_C f ds = ∫ f(x(t),y(t))√(x'²+y'²) dt
例如 x+y
例如 t
例如 t^2

📖 使用教學|第一類曲線積分

一、定義
第一類曲線積分(對弧長)∫_C f ds = ∫ f(x(t),y(t))√(x'²+y'²) dt,與曲線方向無關,物理上表示曲線構件的品質。
二、符號說明
f(x,y)線密度
x(t),y(t)參數方程
ds弧長微元
√(x'²+y'²)速度模
三、本工具的原理
  • 逐點求曲線坐標與速度;
  • 乘 √(x'²+y'²) 得弧長微元;
  • 辛普森法對 t 積分。
四、操作步驟
  1. 輸入 f、參數方程與 t 範圍;
  2. 點擊「計算」。
五、範例
範例:f=x+y 沿 x=t,y=t²(t:0→1)。
解:∫₀¹ (t+t²)√(1+4t²) dt。工具數值積分得約 1.455。
六、易錯點
第一類積分與路徑方向無關;
ds≥0,積分下限應小於上限;
弧長微元含速度模。

❓ 常見問題|曲線積分(第一類)

第一類和第二類區別?
第一類對弧長、與方向無關;第二類對坐標、與方向有關。
為什麼乘 √(x'²+y'²)?
因為 ds=√(dx²+dy²)=√(x'²+y'²)dt。
能算曲線品質嗎?
當 f 為線密度時就是總品質。
閉合曲線怎麼輸入?
按參數 t 從起點繞回終點即可。
結果是近似嗎?
是數值積分近似,通常很精確。