Chapter 15

15.1 रेखा समाकल की अवधारणा

रेखा समाकल (Line Integral) गणित में एक अत्यंत महत्वपूर्ण अवधारणा है, जिसका उपयोग वेक्टर क्षेत्र और स्केलर क्षेत्र के साथ किया जाता है। रेखा समाकल का अर्थ है किसी वक्र (curve) या पथ (path) के साथ किसी फंक्शन का समाकल करना। इसे आमतौर पर वेक्टर क्षेत्र में कार्य (work) या ऊर्जा (energy) की गणना के लिए उपयोग किया जाता है। यदि कोई वक्र C है और उस पर कोई स्केलर या वेक्टर फंक्शन f(x, y, z) परिभाषित है, तो रेखा समाकल ∫_C f(x, y, z) ds के रूप में लिखा जाता है, जहाँ ds वक्र का छोटा खंड है। रेखा समाकल का उपयोग विद्युत क्षेत्र, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र, और द्रव प्रवाह जैसे वास्तविक जीवन के उदाहरणों में किया जाता है। रेखा समाकल की गणना के लिए वक्र को पैरामीटर रूप में लिखा जाता है, जिससे समाकलन आसान हो जाता है।

• रेखा समाकल वक्र के साथ फंक्शन का समाकल है।
• यह स्केलर और वेक्टर दोनों क्षेत्रों पर लागू होता है।
• रेखा समाकल का उपयोग कार्य, ऊर्जा, और प्रवाह की गणना में होता है।
• वक्र को पैरामीटर रूप में लिखना आवश्यक है।
• रेखा समाकल की गणना में ds का उपयोग होता है।
• 📌 रेखा समाकल: वक्र के साथ फंक्शन का समाकल
• 📌 वक्र: कोई पथ या कर्व
• 📌 पैरामीटर रूप: वक्र को t के रूप में लिखना

15.2 रेखा समाकल की गणना विधि

रेखा समाकल की गणना के लिए सबसे पहले वक्र C को पैरामीटर रूप में लिखा जाता है। मान लें वक्र x = x(t), y = y(t), z = z(t), t: a से b है। तब ds = √((dx/dt)² + (dy/dt)² + (dz/dt)²) dt होता है। समाकल का रूप ∫_a^b f(x(t), y(t), z(t)) × ds होता है। यदि वेक्टर क्षेत्र F(x, y, z) है, तो रेखा समाकल ∫_C F ⋅ dr = ∫_a^b F(x(t), y(t), z(t)) ⋅ (dx/dt, dy/dt, dz/dt) dt होता है। गणना के लिए फंक्शन को पैरामीटर के अनुसार लिखा जाता है और समाकलन किया जाता है।

• वक्र को पैरामीटर रूप में लिखना आवश्यक है।
• ds की गणना पैरामीटर के अनुसार होती है।
• वेक्टर क्षेत्र में रेखा समाकल में dot product का उपयोग होता है।
• समाकलन t के अनुसार किया जाता है।
• सभी मानों को पैरामीटर के अनुसार बदलना होता है।
• 📌 पैरामीटर रूप: वक्र को t के अनुसार लिखना
• 📌 dot product: दो वेक्टरों का गुणनफल