質問<1505>2003/11/29
from=takashi
「ベクトル解析」


根本的なことかもしれませんが、曲線の長さを求める問題です。

曲線r=r(t)のt=aからt=bまでの曲線の長さを求める。
この曲線の長さを⊿Siの折れ線にn分割します。
そうすると弧ABの長さLはΣ(i=1,n)⊿Siで与えられる。
この分割数nを無限大にすると、
⊿Siは無限に小さくなり弧長と折れ線が等しくなるから、
Lは次式で与えられる。

  L=lim(n→∞)Σ(i=1,n)⊿Si

⊿S=|⊿r|=|r(t+⊿t)-r(t)|
n→∞で⊿t→∞になる。

したがって、
L=lim(n→∞)Σ(i=1,n)(⊿Si/⊿t)*⊿t
 =∫(a,b) (ds/dt)*dt

 こういう解説なのですが、2行上の式から理解できません。
(⊿Si/⊿t)*⊿tはどういう意味でしょうか?
そして、最後の式で、(ds/dt)*dtと微分形にした理由はなぜでしょうか?
どなたか、解説してもらえないでしょうか・・・


お便り2003/12/22
from=juin


r(t)=(x(t),y(t))とする。
ΔSi=√(x(t+(i+1)Δt)-x(t+iΔt))^2+(y(t+(i+1)Δt)-y(t+iΔt))^2
ΔSi/Δt
=√{(x(t+(i+1)Δt)-x(t+iΔt))/Δt}^2+{(y(t+(i+1)Δt)-y(t+iΔt))/Δt}^2
=√(dx/dt)^2+(dy/dt)^2 (平均値の定理)

Σ(ΔSi/Δt)*Δt->∫√{(dx/dt)^2+(dy/dt)^2}dt(積分の定義)
となる。