матан Бесов - весь 2012
.pdf!! b
Q dy |
Q(x(t), y(t), z(t))y (t) dt, |
|
Γa
!! b
R dz |
R(x(t), y(t), z(t))z (t) dt. |
|
Γa
!
"◦ #$ $ % &
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' ( P (x(t)& y(t)& z(t))& Q(x(t)& y(t)& z(t))& R(x(t)& |
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y(t)& z(t)) ' ( t |
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) [a, b] |
"* & a = (P, Q, R) Γ& |
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Γ P dx + Q dy + R dz |
+◦ * |
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P dx + Q dy + R dz = |
[P cos α + Q cos β + R cos γ] ds. , |
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Γ |
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Γ |
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#$ $ % ) x (t)& y (t)& |
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z (t) - |
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x = |
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|r | = cos β|r |, |
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y = |
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ds |
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|r | = cos γ|r |, |
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ds |
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t (τ ) > 0 ) t = = t(τ )& ) ( "
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τ 2◦ 3 ) ( Γ
$ ) #$ $ )$ , 4
& $ $ )
( * $ , cos α& cos β& cos γ& ) & 1 &
$ )
& , $ )
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5 A = (x(a), y(a), z(a))& B = (x(b), y(b), z(b))& |
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dx = x(b) − x(a), dy = y(b) − y(a), dz = z(b) − z(a). |
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AB |
AB |
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0 & |
$ 3$ 6
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3 Γ 7 $ " & a < c < b& |
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Γ1 = {r(t) : a t c}, Γ2 = {r(t) : c t b}. |
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8 |
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! |
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! |
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(a, dr) = |
(a, dr) + |
(a, dr), |
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Γ |
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Γ1 |
Γ2 |
9 ) $ %
) 1 )
Γ = {r(t) a t b}
! " # a = a0 < a1 < . . . < < ak = b# Γi = {r(t) ai−1 t ai} !i = 1# # k"
! "
$
!k !
F ds |
F ds, |
Γi=1 Γi
!k !
(a, dr) |
(a, dr), |
Γi=1 Γi
%
R3 Γ = {r(t)
a t b}# τ = {ti}ii=0τ |
[a, b]# |τ | = |
||
= max(ti − ti−1) |
Λτ |
|
& rˆ(ti)#
$
Γ ' ( Λτ %
! % &
i = 1# # iτ # rˆ(a) |
|
|
# rˆ(b) |
)" |
|
Γ = {r(t) a t b}
R3 τ = {ti}iiτ=0
[a, b] Λτ Γ
E
R3 Γ Λτ !
"! |τ |
§
E " " " #$ P Q R %
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! |
! |
lim |
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P dx + Q dy + R dz = P dx + Q dy + R dz. |
|τ |→0 |
Λτ |
Γ |
* & Q ≡
|
|
|
≡ R ≡ 0 % Ai = rˆ(ti)# Ai−1Ai = {r(t) ti−1 |
t ti}# |
Ai−1Ai
Ai−1 ) Ai ε > 0 +
r = r(t) [a, b]# δ = δ(ε) > 0
# τ # |τ | < δ# Λτ |
E# |
|r(t) −r(ti)| < ε t [ti−1, ti], i = 1, . . . , iτ , |
!," |
Ai−1Ai Ai−1Ai % E ∩Uε(Ai−1)
- η > 0 + #
# P E#
ε = ε(η) > 0 #
|P (M ) − P (Ai)| < η,
M E ∩ Uε(Ai−1), i = 1, . . . , iτ . !."
/ # |τ | < δ# δ = δ(ε) ε = ε(η)#
( ) !,"# !." )
! |
P dx − |
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P dx = |
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Ai−1Ai |
AiAi−1 |
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= |
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(P (x, y, z) − P (Ai)) dx + |
|
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P (Ai) dx, |
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Ai−1Ai |
|
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AiAi−1 |
|
|
|
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AiAi−1 |
Ai−1AiAi−1Ai #
Ai−1Ai
5◦
3◦ §
|i| < η2(s(ti) − s(ti−1)),
s(t) ! " #$ Γ #$ %
& '
! |
! |
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##
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R3 ( $ # ) ) ' "
$ $ $ " ( + #
, ' + " ' # *
z = 0 - $ Γ # + " "
Γ = {(x(t), y(t)) : a t b},
" " "$
Γ F (x, y) ds
. Γ
" a(x, y) = P (x, y)ı + Q(x, y)j
#
!!
|
P dx + Q dy = (a, dr). |
Γ |
Γ |
( #
#$ " #
§ |
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' D ! "$ , ' R2 " ' Γ ! "
Γ ∂D /
Γ , # '
D , ' Γ+ "
) " # " 0 , ) 1$ ' , D %$ ( " #
Γ , # '
D , ' # # Γ−
. 0 ∂D , D
" " " *$ " |
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Γi ∂D = |
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i=1 Γi ) |
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" ) ' ' D ∂D , # , ' |
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D = {(x, y) |
: a < x < b, ϕ(x) < y < ψ(x)}, |
|
4 0 ϕ ψ " " 4 4 0 # [a, b] ϕ < ψ (a, b)
, ' D %#
Ox #
D = {(x, y) : ϕ(y) < x < ψ(y), c < y < d},
ϕ ψ
[c, d] ϕ < ψ (c, d)
D
! D
{D }I |
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i=1 Di = D# |
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(∂Di ∩ ∂Dj ) ∩ D i = j |
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P (x, y)ı + Q(x, y)j $# % |
P |
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D |
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∂x |
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P dx + Q dy = |
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(a, dr). (%) |
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-. ' +
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§ |
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- (%) Q ≡ 0
!! ∂P |
dx dy = − ! |
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P dx, |
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P ≡ 0
(%) 0
" , 1 (&) D
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dx dy = |
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dy dx = |
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a ϕ(x) |
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|
|
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|
|
|
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=[P (x, ψ(x)) − P (x, ϕ(x))] dx =
!a !
= |
P (x, y) dx − |
P (x, y) dx = |
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DC |
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! |
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AB |
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! |
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P dx − P dx = − |
P dx, |
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AB |
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" |
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P dx = 0 DA |
P dx = 0 |
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Ox
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= {(ϕ(y), y) : c y d}, |
|
Γ1 |
|
|
Γ2 = {(ψ(y), y) : c y d} |
" |
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# ! $ % {ci}ki=0 % [c, d] & ' ϕ ψ ! (
% [ci−1 |
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i=1 Di Di ' |
Di {(x, y) : ϕ(y) < x < ψ(y), ci−1 < y < ci}, |
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Ox |
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d = c4 |
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c = c0 |
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dx dy = − ! |
P dx, i = 1, . . . , k. |
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dx dy. |
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i=1 |
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Di |
∂y |
D |
∂y |
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§
1 (
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P dx = − |
P dx, |
|
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i=1 |
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∂Di |
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! ∂Di+ ∂Di++1 + %
{(x, y) : ϕ(ci) x ψ(ci), y = ci}
% ( # ! !
#2 ' $
% & %
. D
Ox #2 ψ − − ϕ 3h0 h0 > 0 [c, d] ) 0 < h < h0
Dh {(x, y) : ϕ(y) + h < x < ψ(y) − h, c < y < d} D, Γ1h = {(ϕ(y) + h, y) : c y d},
Γ2h = {(ψ(y) − h, y) : c y d}.
)
Λ1hτ = {(ϕτ (y) + h, y) : c y d}, Λ2hτ = {(ψτ (y) − h, y) : c y d}
! ! ! Γ1h Γ2h
! 2 # % τ % [c, d] %
y § 3 . 4 |τ | % τ
)
Dh,τ {(x, y) : ϕτ (y) + h < x < ψτ (y) − h, c < y < d} D.
1 %
!! |
|
dx dy = − |
! |
|
∂P |
P dx. |
|||
|
|
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Dh,τ ∂y |
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∂Dh,τ+ |
|τ | |
|
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!! |
∂P |
dx dy = − ! |
|
P dx. |
|
|
|
|
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Dh |
∂y |
∂Dh+ |
|
|
|
M = max{max |ϕ | max |ψ |} |
|
||||
|
|
|
[c,d] |
[c,d] |
|
y = c y = d
x = ϕ(y) + h − M |τ | x = ϕ(y) + h +
+ M (τ ) x = ψ(y) − h − M |τ | x = ψ(y) − h + M (τ )
2M |τ |(d − c) |
|
|
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∂P |
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∂P |
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∂P |
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|
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dx dy − |
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∂y |
dx dy |
|
|
|
|
|
∂y |
dx dy |
||||||||||||||
|
|
∂y |
|
|
|
|
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D |
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h,τ |
) (D \D ) |
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h |
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h,τ |
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h |
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h,τ |
h |
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|
4M |τ |(d − c) → 0 |
|
(|τ | → 0). |
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|
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P dx − |
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|
P dx → 0 (|τ | → 0, i = 1, 2) |
||||||||||||||||||
|
|
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Λihτ |
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Γih |
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∂P |
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∂y |
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|
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∂P |
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∂P |
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∂P |
||||||||||||
|
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dx dy max |
|
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μ(D\Dh) = max |
|
|
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h(d−c). |
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|
|
|
|
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D\D ∂y |
|
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D |
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∂y |
|
|
|
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D |
|
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∂y |
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∂D+ P dx h → 0 ) * +
% % |
|
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|
! |
|
|
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P dx → P dx h → 0 (i = 1, 2), |
, |
|
|
Γih |
|
Γi |
|
% % h → 0 |
|
|||
! |
ϕ(c)+h |
! |
|
|
|
|
ψ(c) |
|
|
|
+ |
|
|P (x, c)| dx+ |
|
ϕ(c) ψ(c)−h
! ϕ(d)+h ! ψ(d)
§
i = 1 y
Γ1 Γ1h
P D
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
!d |
|
! |
|
|
|
|||
|
P dx − |
|
|
|
|
|P (ϕ(y), y) − P (ϕ(y) + h, y)| |ϕ (y)| dy |
|
|
|
P dx |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Γ |
|
Γ |
|
|
|
c |
1 |
|
|
1h |
|
|
ω(h; P ; D) max |ϕ |(d − c) → 0 h → 0.
[c,d]
! i = 2
" # $ %
& ' $ " & D '
Ox () ' *
+ , ( ( ϕ(c) = ψ(c)
ϕ(d) = ψ(d) - ε > 0
Dε {(x, y) : ϕ(y) < x < ψ(y), c + ε < y < d − ε}.
. & Dε % $ / 0 & ' ε → 0
+ ' $ " & 1 2
# D #
1 ' {D }I |
||||
|
|
|
i |
i=1 |
3$ & # ' ' Di4 |
||||
!! |
∂P |
dx dy = − ! |
P dx (i = 1, . . . , I) |
5 |
|
|
|||
Di |
∂y |
∂Di+ |
|
# 6 7 '
'
( # '
|
!! |
|
|
!! |
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
||
|
|
∂P |
dx dy = |
|
∂P |
dx dy. |
|
|
|
|
8 |
||||
i=1 |
Di |
∂y |
D |
∂y |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
- # 1 ' 5 0
+ |
ϕ(d) |
+ ψ(d)−h |
|P (x, d)| dx → 0. |
∂Di+ = ∂ Di+ ∂ Di+, |
∂ Di = D ∩ ∂Di ∂ Di = ∂D ∩ ∂Di
∂D |
|
||
%I |
|
Di = ∂D |
i |
i=1 |
∂ |
|
j = i Eij ∂ Di ∩ ∂ Dj
! "
# $ %
# Di &
Dj $ ' (
#)$ ( ∂Di+∂Dj+ # Eij $ " &
'
I |
! |
|
I |
! |
|
|
|
! |
|
|
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P dx = |
|
|
|
P dx = |
|
P dx. #*+$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
i=1 |
∂D |
+ |
i=1 |
∂ |
D |
+ |
∂D |
+ |
|
i |
|
i |
|
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|
|
|
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," #-$ " #*+$ #.$ , * #/ #0$$ &
D " "
(
( 1
2& 3 " * %
/ " 14 &
D
∂D
Γi ∂D = = %Ii=1 Γi !
"
3 " , &
D " ( &
14
&
" ' ( D
§ |
|
&
" " 3 "
" &
*& 5 ∂D = = %Ii=1 Γi 6 &
δ > 0 ! &
" ( |
( Γi Γj #i = j$ 1 |
! ∂D " % & |
|
|
Γi ( 4 " ' |
7 ∂D
( (
( 1 " ( &
# %l /$ 8
i=1 Qi ( 6 "
4 dist(Qi, Qj ) >
> δ i = j Qi |
|
%l |
|
i=1 Qi " % 9 "
Qi ∂D 1 1
" ( ( 14 ( Qi
14 ( ' ( ( &
1 1
6 Qi
" ' (
Qi |
|
Qi |
(1 i k), |
Di = D ∩ int Qi |
1 " & " # Qi$
|
D ∂D \ int |
%l |
||
|
||||
|
:& ; ∂ |
i=1 Qi & |
||
|
|
|
( ( &
( ( ( 3 &
∂ D
Γ = {r(t) : a t b}
τ = (cos α, sin α)
α = α(t) τ
Ox τ
cos α sin α ! " t
# !$ ! [a, b] |
{tj }jj=0 |
|
|
|
! " |
|
|
|
|
Γ(j) {r(t) : tj−1 t tj }, |
j = 1, . . . , |
j |
% |
"
| tg α| < 2 [tj−1, tj ]
& !
| ctg α| < 2 [tj−1, tj ]
& !
' ! ! [a, b] (
! " & cos α sin α ) ! (
!" x (
y
* ! (
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$ + ""
&, ) $ (
" "" % &
!
' {(cos θ, sin θ)- 0 θ 2π}
! " . $ ! /-
(cos θ, sin θ) : π4 θ 2π + π4
§ |
|
' rˆ(tj ) 0 j j −1 " ! (
! !
' " (
!"
θ = 14 π 34 π 54 π 74 π
' rˆ(tj−1) rˆ(tj ) Γ(j) ! % !
" / (
/ &
" Γ(j) ! % (
! " {P |
ji |
}ij |
|
|
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i=1 ( |
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◦ |
ij |
|
|
i=1 Pji Γ(j)0 |
|
|
|
%◦ |
Pji ∩ int Pjk = i = k0 |
|
|
1◦ |
Dji D ∩ int Pji 1 i ij " " " |
||
2◦ |
&0 |
|
|
" ! / Γ(j) " |
3 / " +
, +
Γ(j) ! % !
" x ! 3 Γ(j) ! %
Γ(j) = {(x, ψ(x)) : x x x }, |ψ | 2 [x , x ].
τ = {xi}i0j ! ! [x , x ] (
! [xi−1, xi] Pji " (
/ " Ox [xi−1, xi] / " |
|||||
|
xi−1 + xi |
, ψ |
xi−1 + xi |
" |
|
|
|
2 |
|||
2 |
|
|
3 ! + |τ | ! " τ ! diam Pji !" (
4 1◦ 2◦ 3◦ 5 " (
" 4◦ rˆ(tj−1) rˆ(tj )
" " " Pj1 Pjij (
Oy " " +
12 | tg α| 2 [x0, x1]
[xij −1, xij ] 14 |ψ | 4
!
" #
# # # $
#
" # %
# {Pji}iij=1 1◦ 2◦ 3◦4◦◦ 5◦ # & '
'( ) *
4◦◦ rˆ(tj−1) rˆ(tj )
+ # #
Γ(j)
# #
,
5◦ int Pji #
# Qk
#
Pji # # ∂ D
{P |
}m |
|
|
|
|
j |
j=1 # '( ) |
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( |
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|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
0 Qi |
|
0 Pj ∂D. |
|
|
|
i=1 |
|
|
j=1 |
" (
# Qi Pj - ) + )
# )
Rk 1 k r ' D '
)( # Qi
Pj # Rk D . Rk
' D R2 \ D '(
(x , y ) (∂D) ∩ int Rk / Rk
§
)( ' '' # Qi
Pj (x , y ) 0
' Rk / D ∩ int Rk = int Rk 1
)
-
|
|
l |
|
m |
|
|
r |
|
|
D |
|
0 |
|
0 |
|
|
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|
0 Q |
0 P |
0 R |
k |
, |
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|
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i |
|
j |
|
|
|
|
|
|
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i=1 |
|
j=1 |
|
|
k=1 |
|
|
# l + m + r # ' )(
D ∩ int Pj D ∩ int Rk
' ) D ∩ int Qi )
) ' ) )
) 2
3 & 4 " '
# ' & 5 ' 62 ) * #
) #
& # 0 ) 7 4
( ) ( ' # # |
||||||||||||
" # |
8 0 # " (0, x) |
− |
y |
, |
x |
|
||||||
|
|
|||||||||||
(−y, 0) (P (x, y), Q(x, y)) |
2 |
2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
# |
∂Q |
− |
∂P |
= 1 & 4 |
|
|
|
|
|
|||
∂x |
∂y |
|
|
|
|
|
||||||
μD = ! |
x dy = |
1 |
! |
−y dx + x dy = − ! |
|
y dx. 9 |
||||||
|
|
|||||||||||
∂D+ |
2 |
|
∂D+ |
∂D+ |
|
|
|
§
- ' # #
) # )
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a = a1ı + a2j + 0k, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b = b1ı + b2j + 0k |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
|
|
|
a1 |
|
|
|
|
|
|||
a × b = |
a2 |
b2 |
(ı ×j) |
|
|
|||
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
|
|
|
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a1 |
|
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|
|
|
|
|
a2 |
b2 |
|
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k
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j |
y |
x ı
|
|
|
|
|
a b ! |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
a1 |
|
> 0 (< 0) |
||
|
a2 |
b2 |
|
|
|
|
|
a b Oxy
" #
$% &
' ( )
x = x(u, v),
F :
y = y(u, v)
( G Ouv ) * +*
( %
Oxy " #,
γ1 = {(u, v) : u = u1(t), v = v1(t)}, γ2 = {(u, v) : u = u2(t), v = v2(t)}, Fγ1 = {(x, y) : x = x1(t), y = y1(t)}, Fγ2 = {(x, y) : x = x2(t), y = y2(t)},
x1(t) x(u1(t), v1(t)), y1(t) y(u1(t), v1(t)), x2(t) x(u2(t), v2(t)), y2(t) y(u2(t), v2(t)).
§
v |
y |
Fγ2
γ2
F
G
γ1
Fγ1
O |
u O |
x |
- &
% γ1 % γ2
+*
( Fγ1 Fγ2 . /
%
+* % !
|
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|
dx2 |
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dy1 |
|
dy2 |
|
|
|
|
|||
|
|
dt |
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
= |
xuu1 |
+ xv v1 |
xuu2 |
+ xvv2 |
|
= |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
yuu1 |
+ yv v1 |
yuu2 |
+ yv v2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂(x, y) |
|
||||
|
|
|
|
|
xu |
xv u1 |
u2 |
|
|
|
u1 |
||||
|
|
|
|
= |
y |
y |
v |
v |
|
= |
|
∂(u, v) |
|
v |
|
|
|
|
|
|
u |
v |
1 |
2 |
|
|
|
|
1 |
u2 . v2
$ (' %&
γ1 γ2 " %# Fγ1 Fγ2 " %# - / &
J(u, v) ∂∂((x,u, yv)) > 0 "< 0# &
% ( )
" #
$% % γ1 %+ & ' ( D &
) G $% γ1 ) % &