考研数学中各种积分符号的写法与含义汇总

考研数学中各种积分符号的写法与含义汇总

一、前言

图 01. 莱布尼茨(Leibniz)有关积分和微分表示法的手稿,这是在互联网上可以获取到的几乎最清晰的照片:正是莱布尼茨最先发明并使用了积分符号。

在考研高等数学中,我们会接触到很多种积分符号,这些积分符号有着各自的书写方式与含义。在本文中,「荒原之梦考研数学」就汇总常见的积分符号及其含义,在文末还有一段积分符号的历史介绍给大家哦~

二、正文

一重积分

一重积分的表示符号:

$$\textcolor{springgreen}{\int}$$

一重积分的变形符号:

$$\textcolor{orange}{\int_{a}^{b}}$$

Note

一重积分的几何意义:曲边梯形的面积。

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二重积分

二重积分的表示符号:

$$\textcolor{springgreen}{\iint}$$

二重积分的变形符号(其中 $D$ 表示封闭的平面区域):

$$\textcolor{orange}{\iint_{D}}$$

Note

二重积分的几何意义:曲顶柱体的体积。二重积分的物理意义:平面薄片的质量。

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三重积分

三重积分的表示符号:

$$\textcolor{springgreen}{\iiint}$$

三重积分的变形符号(其中 $V$ 表示封闭的三维集合体):

$$\textcolor{orange}{\iiint_{V}}$$

Note

三重积分的物理意义:三维空间中的有界物体的质量。

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曲线积分(封闭曲线)

曲线积分的表示符号:

$$\textcolor{springgreen}{\oint}$$

曲线积分的变形符号(积分曲线 $L$ 是封闭的):

$$\textcolor{orange}{\oint_{L}}$$

曲线积分的变形符号(积分曲线 $L$ 是开放或封闭的):

$$\textcolor{orange}{\int_{L}}$$

Note

曲线积分的物理意义:物质曲线的质量、力场做功问题。

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曲面积分(封闭曲面):

曲面积分的表示符号:

%%%\textcolor{orange}{\oiint}%%%

曲面积分的变形符号(积分曲面 $S$ 是光滑且封闭的):

%%%\textcolor{orange}{\oiint_{S}}%%%

曲线积分的变形符号(积分曲面 $S$ 是开放或封闭的):

$$\textcolor{orange}{\iint_{S}}$$

Note

曲面积分的物理意义:物质曲面质量问题、流量问题。

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拓展:积分符号的历史

积分符号 “$\int$” 最初由德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨(和英国数学家牛顿同时代)于 17 世纪末开始使用。之所以使用这个符号作为积分符号,是因为积分本身就是一种求和(拉丁语中表示“求和”含义的单词是:summa),而英文中的“长 s”写作:”ſ”——也就是说,积分符号演化自 “ſ” 这个符号。

此外,我们现在常用的积分符号的写法源于英文文献(图 02 中左起第一个),在德文文献(图 02 中左起第二个)和俄文文献(图 02 中左起第三个)中的写法则稍有区别:

图 02. 英文、德文和俄文文献中积分符号的不同写法。

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