Let C be a curve in the xy plane which connects points and , (see Fig. 6-2). Let and be single-valued functions defined at all points of C. Subdivide C into n parts by choosing n – 1 points on it given by . Call and and suppose that points are chosen so that they are situated on C between points and . Form the sum
The limit of this sum as in such a way that all quantities approaches zero, if such limit exists, is called a line integral along C and is denoted by
or
The limit does exist if P and Q are continuous (or piecewise continuous) at all points of C. The value of the integral depends in general on P, Q, the particular curve C, and on the limits and .
In an exactly analogous manner one may define a line integral along a curve C in three dimensional space as
where , and are functions of , and .
Other types of line integrals, depending on particular curves, can be defined. For example, if denotes the arc length along curve C in the above figure between points and , then
is called the line integral of along curve C. Extensions to three (or higher) dimensions are possible.
日: 2014年8月11日
線積分
C を xy 平面において 2 点 および をつなぐ曲線とします(Fig. 6-2参照). および を曲線 C 上のすべての点を定義する単一値関数とします. により得られた n – 1 個の点を選択して C を n 個に細分化します.Call および を呼び,C 上にあり点 および点 の間にあるような点 を想定します.以下のように和を形成します.
仮に極限が存在するなら となるにつれ全ての の量はゼロに近づき,この和の極限を C 周りの 線積分 と呼び,以下のように記述します.
または
P および Q が C 上の全ての点について連続(または区間的に連続)ならこの極限は存在します.その積分値は一般に P, Q, 特に曲線 C に依存し,また および の極限に依存します.
正確に類似した方法で 3 次元空間における曲線 C 周りの線積分を以下のように定義できるでしょう.
ここで , および は , および の関数です.
他の種類の線積分,特に曲線に依存するものも定義可能です.例えば仮に が上図のように点 および点 間の曲線 C の弧長を記述するなら
上記は曲線 C 周りの の線積分と呼びます.3次元またはそれ以上の次元への拡張も可能です.