Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Н. И. Казимиров ''Математический анализ''.pdf
Скачиваний:
110
Добавлен:
15.06.2014
Размер:
705.34 Кб
Скачать

82

ГЛАВА 5. НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ИНТЕГРАЛОВ

По определению положим также, что

ZZ

Ω = − Ω.

SS+

Если вектор-функция ¯ задана на кусочно-гладкой поверхности, то ее ин-

W

теграл вычисляется как сумма интегралов по кускам.

5.4.6вычисление п.и. 2-го рода

Часто нормаль n¯ к поверхности

S

задают углами между этой нормалью и

осями координат: α — угол между n¯

¯

¯

и i , β

— угол между n¯ и j , γ — угол

¯

n¯ являются направляющие косинусы: n¯ =

между n¯ и k , тогда координатами

= (cos α, cos β, cos γ) . Поэтому

ZZ

Ω = (P cos α + Q cos β + R cos γ)dr.

S+ S

Из определения п.и. 2-го рода можно получить и его формулу вычисления через повторный интеграл:

S+ Ω =

D

P ∂(u, v)

+ Q∂(u, v)

+ R∂(u, v)! dudv,

 

 

 

Z

ZZ

 

∂(y, z)

 

∂(z, x)

 

∂(x, y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂(z,x)

 

∂(x,z)

где r = (x(u, v), y(u, v), z(u, v)) . Отметим также, что якобиан

 

= −

 

.

∂(u,v)

∂(u,v)

Пример. рассмотреть поверхность, заданную графиком функции z = f(x, y) .

5.4.7формула Стокса

Эта формула обобщает формулу Грина на случай, когда кривая и ограниченная ею область лежат на некоторой гладкой поверхности.

Теорема 5.15 (Стокса). Пусть S — гладкая второго порядка поверхность, вектор-

¯

определена и непрерывна на области G R

3

, содержащей в себе

функция W

 

носитель S . Пусть также на носителе S задан кусочно-гладкий замкнутый контур γ , ограничивающий односвязную область Σ поверхности S и положительно ориентированный. Тогда справедлива формула Стокса:

Z Z

P dx + Qdy + Rdz = (Ry − Qz)dydz + (Pz − Rx)dzdx + (Qx − Py)dxdy.

γ Σ

Если, как и раньше обозначить ω = P dx + Qdy + Rdz и воспользоваться аксиомами исчисления дифференциальных форм, то формула Стокса принимает вид:

ZZ

ω = dω,

∂Σ Σ

где под ∂Σ следует понимать положительно ориентированную границу поверхности Σ .