- •Раздел 10. Кратные интегралы. §. Начальные понятия и определения
- •§. Определение кратного интеграла
- •§. Свойства кратных интегралов.
- •§. Замена переменных в кратных интегралах.
- •§. Криволинейные интегралы 1го рода.
- •§. Криволинейные интегралы 2го рода.
- •§. Условия независимости криволинейного интеграла 2го рода от пути интегрирования.
- •Если u(X, y, z) такая, что,
- •§. Задача о нахождении площади поверхности.
- •§ .Поверхностные интегралы 2рода.
- •§. Скалярные поля.
- •§. Векторные поля.
- •§. Теорема Гаусса-Остроградского.
- •§. Теорема Стокса.
- •§. Задача о движении твердого тела.
- •Криволинейные и поверхностные интегралы
Криволинейные и поверхностные интегралы
В поверхностном интеграле второго рода часто обозначают
где .
Общая формула Стокса −формула Ньютона-Лейбница-Грина-Остроградского-Гаусса-Стокса-Пуанкаре
где -дифференциальная ()-форма,-внешний дифференциал формы,-многообразие (можно цепь ) размерностис краем –многообразием(соответственно цепью ) размерности.
Формула Ньютона-Лейбница: криволинейный интеграл второго рода вдоль кусочно-гладкой ориентированной кривой с началом в точке и концом в точкеот градиента числового поля ,непрерывно дифференцируемого на этой кривой, равен разности значений поля в конечной и в начальной точках
Функция называется непрерывно дифференцируемой на кривой,если она непрерывно дифференцируема в некоторой окрестности носителя этой кривой.
То же самое , записанное в координатной форме , криволинейный интеграл второго рода вдоль кусочно-гладкой ориентированной кривой с началом в точке и концом в точкеот дифференциала непрерывно дифференцируемой на этой кривой функции, равен разности её значений в конечной и начальной точках:
где вместо многоточия можно подставить тензорнозначную ф-ю непрерывно дифференцируемую на кривой , т.е. в некоторой окрестности этой кривой .
Геометрическое определение градиента : проекция на фиксированный орт градиентав точкескалярной ф-и,непрерывно дифференцируемой в некоторой окрестности точки,равная пределу отношения разности значения этой ф-ии на концах произвольного отрезка прямой, проходящего вдоль направления ортачерез точкуи содержащегося в указанной окрестности , к длине этого отрезкакогда диаметр отрезка стремится к нулю
Формула Остроградского-Гаусса: интеграл по объёму ,ограниченному замкнутой кусочно-гладкой ориентируемой поверхностью, от дивергенции векторного поля, непрерывно дифференцируемого на замыкании этого объёма, т.е. на объеме вместе с краем, равен потоку поля через поверхность, ограничивающую объём, и ориентированную внешней нормалью
Геометрическое определение дивергенции
Формула Стокса: поток ротора векторного поля через кусочно-гладкую ориентированную поверхность с кусочно-гладким краем ,ориентированным так , что с конца ориентирующего вектора нормали к поверхности обход края в положительном направлении выглядит происходящим против часовой стрелки ,равен циркуляции этого вектора по краю поверхности
предполагается, что компоненты поля и их производные ,встречающиеся в роторе , непрерывны на поверхности вместе с краем, т.е. в некоторой окрестности этого множества.
В координатной записи формулы Стокса ,для сокращения записи, знак внешнего умножения часто подразумевают, но не пишут.