Определение криволинейного интеграла первого типа. Для того чтобы естественным путем прийти к этому новому понятию, рассмотрим одну механическую задачу, которая к нему приводит. Пусть на плоскости дана непрерывная простая спрямляемая кривая (K) (рис. 1), вдоль которой расположены массы, причем известна их линейная плотность ρ(M) во всех точках M кривой. Требуется определить массу t всей кривой (K).
Понятие первообразной функции (и неопределенного интеграла) Во многих вопросах науки и техники приходится не по заданной функции искать ее производную, а наоборот — восстанавливать функцию по известной ее производной. В §91, предполагая известным уравнение движения s=s(t), т.е. закон изменения пути с течением времени, мы путем дифференцирования нашли сначала скорость v=ds/dt, а затем и ускорение a=dv/dt. На деле, однако, часто приходится решать обратную задачу: ускорение a задано в функции от времени t: а=a(t), требуется определить скорость v и пройденный путь s в зависимости от t.
Таким образом, здесь оказывается нужным по функции а=a(t) восстановить ту функцию v=v(t), для которой a является производной, а затем, зная функцию v, найти ту функцию s=s(t), для которой производной будет v.
Из школьного курса читателю хорошо знакомы рациональные числа и их свойства. В то же время, уже потребности элементарной математики приводят к необходимости расширения этой числовой области. Действительно, среди рациональных чисел не существует зачастую корней даже из целых положительных (натуральных) чисел, например, √2, т.е. нет такой рациональной дроби p/q (где p и q — натуральные числа), квадрат которой был бы равен 2.
Для доказательства этого допустим противное: пусть существует такая дробь p/q, что (p/q)² = 2. Мы вправе считать эту дробь несократимой, т.е. p и q лишёнными общих множителей. Так как p² = 2q², то p есть число чётное: p = 2r (где r — целое), и, следовательно, q — нечётное. Подставляя вместо p его выражение, мы имеем: q² = 2r², откуда следует, что q — чётное число. Полученное противоречие доказывает наше утверждение.
