- •Математика. Ч. 1
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект
- •Раздел 1. Тройные и поверхностные интегралы
- •Раздел 2. Теория поля
- •Раздел 3. Ряды Фурье
- •Раздел 4. Уравнения математической физики
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.2. Задания на контрольные работы № 7,8
- •4.3. Текущий контроль
- •4.4. Итоговый контроль
Заключение
Изложенный в опорном конспекте лекций учебный материал позволит студентам овладеть необходимыми знаниями по высшей математике, а также послужит основой для изучения остальных технических дисциплин.
3.3. Глоссарий
Векторное поле - если в каждой точке M некоторой пространственной области определена векторная величина, то говорят, что в этой области задано векторное поле.
Волновое уравнение одномерное или уравнение свободных колебаний струны
∂2U |
= a |
2 ∂2U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂t2 |
∂x2 . |
∂2U |
|
|
|
∂2U |
|
∂2U |
|
∂2U |
||||||
|
|
|
= a |
2 |
+ |
+ |
||||||||||
Волновое уравнение трехмерное |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|||||
∂t |
|
|
|
∂x |
|
∂y |
|
∂z |
. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Гармонической функцией называется дважды непрерывно дифференцируемая
функция, удовлетворяющая однородному уравнению Лапласа |
U = 0 . |
|||||||||||
Гармоническое (лапласово) векторное поле - потенциальное |
и соленоидальное |
|||||||||||
одновременно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
n |
|
2 |
|
||||
Гиперболическое уравнение ∂ U |
−a2 ∑ |
∂ U = f (x1,...xn ). |
|
|||||||||
∂x12 |
|
k=1 |
∂xk2 |
|
||||||||
Граничные условия – значения неизвестной функции U на границе области. |
||||||||||||
Граничные условия I рода U |
|
S =U0 . |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||
Граничные условия II рода |
∂U |
|
|
|
=U1. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||
∂n |
|
|
|
|||||||||
|
|
S |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
Граничные условия III рода |
|
∂U |
|
+αU |
|
S |
=U2 . |
|
||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
∂n |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Диаметр области - максимальное расстояние между всевозможными парами точек области.
Дивергенция векторного поля –
div a (M )= lim |
∫∫andσ |
|
|
|
|
||
σ |
|
, |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
||
λ→0 |
|
|
|
объем тела Т; σ - |
|||
где λ - диаметр области Т, внутри которой лежит точка М; |
V - |
||||||
поверхность, ограничивающая тело Т. |
|
|
|
|
|
|
|
Дифференциал площади поверхности - dσ = |
|
′ 2 |
|
′ |
2 |
dxdy , где |
|
1+[zx ] |
+ zy |
|
|||||
z = z(x, y) - уравнение поверхности σ.
132
Задача Дирихле – краевая задача I рода для уравнения Пуассона или Лапласа
U = f , U S =U0 .
Задача Коши для волнового уравнения – задача по нахождению решения
уравнения |
∂2U |
= a2 |
U , t > 0 при начальных условиях U |
|
|
= ϕ, |
∂U |
|
= ψ . |
|
|
|
|||||||
|
|
||||||||
∂t2 |
|
t =0 |
∂t |
||||||
|
|
|
|
|
|
t =0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Задача Коши для уравнения теплопроводности – задача по нахождению решения уравнения ∂∂Ut = a2 U , t > 0 при начальном условии U t =0 = ϕ .
Задача Неймана – краевая задача II рода для уравнения Пуассона или Лапласа
U = f , |
∂U |
|
S |
=U1 . |
|
|
|||||
∂n |
|
|
|||
|
|
|
|
||
Интеграл Пуассона – решение одномерного уравнения теплопроводности с начальным условием U t =0 = ϕ(x), t > 0
+∞ |
|
1 |
− |
(x−y)2 |
|
U (x,t )= ∫ |
|
e 4a2t ϕ(y)dy. |
|||
2 |
πa2t |
||||
−∞ |
|
|
|||
b
Интегральное уравнение Фредгольма 1-го рода ∫K (x, y)U (y)dy = f (x).
a
Интегральное уравнение Фредгольма 2-го рода
b
U (x)= λ∫K (x, y)U (y)dy + f (x).
a
Интегральная сумма для функции f (M ) в пространственной области –
|
|
|
|
|
n |
(xi , yi , zi ) |
Vi . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ f |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
Интегральная сумма для функции f (x, y, z) |
на поверхности σ - |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
Si . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ f (xi , yi , zi ) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
Интегральная сумма для функции F(x, y, z) по переменным х и у по |
|
|||||||||||
выбранной стороне поверхности σ - |
n |
|
, z ) |
S ( xy) . |
|
|
||||||
∑F (x , y |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
i |
i |
i |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i =1 |
|
|
|
f L2′ |
|
|
Коэффициентом Фурье |
произвольной |
функции |
относительно |
|||||||||
ортогональной |
системы |
функций |
ϕ1 , ϕ2 , ..., ϕn , ... |
называется |
число |
|||||||
1 |
( f ,ϕk ) |
(k =1, 2,...) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|| ϕk ||2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
133
Корректная краевая задача – задача, у которой существует единственное решение и достаточно малому изменению начальных данных соответствует сколь угодно малое изменение решения.
Краевая задача – задача по нахождению решения дифференциального уравнения, удовлетворяющего краевым условиям.
Краевые условия – начальные и граничные условия. |
|
|||||||||
Линейно независимой в |
L′ |
|
системой функций ϕ1 ,..., ϕN , называют множество |
|||||||
|
2 |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x [a,b], где αk - |
|
функций ϕk , если из |
того, |
|
что |
∑αk ϕk (x) = 0 , |
||||||
|
|
|
|
|
|
k =1 |
|
|
|
|
некоторые числа, следует, что всеαk |
= 0. |
|
|
|
||||||
Линейное дифференциальное уравнение 2-го порядка |
|
|||||||||
n |
∂2U |
|
n |
|
∂U |
|
||||
∑ Aij |
|
|
|
+∑Ai |
|
|
+ A0U = f (x1,..., xn ). |
|||
∂x |
∂x |
j |
∂X |
|
||||||
i, j=1 |
i |
|
|
i=1 |
|
|
i |
|
||
Метод Фурье – способ решения линейного однородного уравнения в виде суммы частных решений с некоторыми коэффициентами, используя метод разделения переменных.
Метод Фурье для решения уравнения колебаний струны конечных размеров
– решение одномерного волнового уравнения с начальными условиями в виде
U (t, x)= ∑∞ An cos nπlat + Bn sin nπlat sin nπl x,
n=1
|
2 |
l |
|
2 |
l |
||||
где An = |
∫ϕ(z)sin |
nπz |
dz , |
Bn = |
∫ψ(z)sin |
nπz |
dz . |
||
l |
l |
nπa |
l |
||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
Метод Фурье для решения задачи о распространении тепла в стержне –
решение уравнения теплопроводности на отрезке в виде
|
anπ 2 |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|||
∞ |
− |
|
|
t |
|
nπx |
|
|
|
2 |
|
nπz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
U (x,t )= ∑ Ane |
|
l |
|
|
sin |
, |
где |
An = |
|
ϕ(z) sin |
dz. |
|||
|
l |
l 0∫ |
|
|||||||||||
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
||||
Начальные условия – значения неизвестной функции U (x, y, z, t ) и ее
производной |
∂U |
в начальный момент времени t0 , например, |
|
|||
∂t |
|
|||||
|
|
∂U |
|
|
|
|
|
|
U (x, y, z,0)= ϕ(x, y, z), |
|
= ψ(x, y, z). |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
∂t |
|
|||
|
|
|
|
t =0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
1 |
|
Неравенством Буняковского называют неравенство | ( f , ϕ) |≤ ( f , f )2 (ϕ, ϕ)2 ,
которое на языке интегралов имеет вид
b |
|
b |
b |
|
∫ f (x)ϕ(x)dx |
≤ |
∫ f 2 |
(x)dx ∫ |
ϕ2 (x)dx. |
a |
|
a |
a |
|
134
Нормой функции f называется величина
|
b |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
f 2 |
2 |
|
|||||
|| |
= ( f , f )2 . |
|||||||
f ||= ∫ |
(x)dx |
|
||||||
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
Нормированной (или нормальной) функцией ϕ L2′(a, b) называется функция
1
ϕ, если её норма равна единице || ϕ||= (ϕ, ϕ)2 =1.
Обобщенная функция – линейный непрерывный функционал на множестве финитных, бесконечно дифференцируемых функций.
Оператор Гамильтона - |
|
символический вектор = |
∂ |
i |
+ |
∂ |
j + |
∂ |
k . |
||||
|
∂x |
∂y |
∂z |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U (x, y, z ) |
|||
Оператор Лапласа |
– |
оператор |
, |
действующий |
на |
функцию |
|||||||
следующим образом |
U = |
∂2U |
+ ∂2U |
+ |
∂2U . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x2 |
∂y2 |
|
∂z2 |
|
|
|
|
|
|
|
Ортогональными называются две функции ϕ, ψ L2′(a, b) , если их скалярное произведение равно нулю, т.е. (ϕ, ψ) = 0.
Ортогональной системой непрерывных |
на отрезке (a, b) |
функций |
ϕ1, ϕ2 ,..., ϕn ,...(конечной или бесконечной) |
называют множество |
функций |
ϕ1 , ϕ2 ,..., ϕn ,..., если они имеют положительную норму и попарно ортогональны.
Ортонормированной (или ортонормальной) системой |
функций ϕk называют |
||||||||||
множество функций ϕk |
, если |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
(ϕk |
|
|
|
0, |
k ≠ l, |
|
|
|
|
|
|
,ϕl ) = δkl = |
k = l. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1, |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
2 |
|
|
Параболическое уравнение ∂U − a2 ∑ |
∂ U = f (x1,..., xn ). |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
∂x1 |
k =2 |
∂xk2 |
|
|
Поверхностный интеграл первого рода – |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
Si , |
|
|
|
∫∫ f (x, y, z)dσ = lim ∑ f (xi , yi , zi ) |
||||||||
|
n |
|
σ |
|
|
|
|
λ→0 i=1 |
|
|
|
где |
|
|
|
|
- |
интегральная |
сумма для |
функции f (x, y, z) на |
|||
∑ f (x , y , z ) S |
i |
||||||||||
|
i |
i |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
σ; |
λ - |
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности |
максимальный |
из диаметров |
частей, на которые разбита |
||||||||
поверхность.
135
Поверхностный интеграл второго рода по переменным х и у -
|
|
n |
Si( xy) , |
|
|
∫∫F(x, y, z)dxdy = lim ∑F (xi , yi , zi ) |
|
||||
σ |
|
λ→0 i=1 |
|
|
|
n |
, z ) |
S( xy) - интегральная |
сумма |
для функции F(x, y, z) по |
|
где ∑F (x , y |
|||||
i i |
i |
i |
|
|
|
i =1 |
|
λ - максимальный |
|
|
|
переменным х и у , |
из диаметров частей, на которые разбита |
||||
поверхность. |
|
|
|
|
|
Повторный трехкратный интеграл - |
ψ(x) |
|
|
||
|
|
b |
H ( x, y) |
f (x, y, z)dz . |
|
∫∫∫ f (x, y, z)dxdydz = ∫dx ∫ |
dy ∫ |
||||
|
T |
a |
ϕ(x) |
h( x, y) |
|
Потенциальное векторное поле - поле a потенциально, если существует
скалярное поле U для которого a служит градиентом, т.е.
a = gradU .
Поток векторного поля a через поверхность σ в выбранную сторону - поверхностный интеграл ∫∫andσ, где an - проекция поля a на единичную
σ
нормаль к поверхности σ, направление которой соответствует выбранной стороне поверхности.
Принцип максимума – гармоническая функция в конечной области достигает своего максимального и минимального значения на границе области. Пространством L2′ или L2′(a, b) будем называть множество всех кусочно-
непрерывных функций, определенных на [a, b], для которых введено скалярное
b
произведение ( f , ϕ) = ∫ f ( x)ϕ( x)dx.
a
Разложением функции f (x) в ряд по синусам называют ряд
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
где |
bn = |
π ∫ f ( x) sin nxdx. |
|
|||||||||||
|
f (x) = ∑b sin nx, |
|
||||||||||||||||||
|
|
n=1 n |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 0 |
|
|
|
|
|
|
|||
Разложением функции f (x) в ряд по косинусам является ряд |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
a0 |
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) = |
+ ∑an cos nx, |
где |
an |
= |
∫ f ( x) cos nxdx, |
n = 0,1, 2,3,.... |
||||||||||||||
π |
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
2 |
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ротор (вихрь) векторного поля - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
∂a |
|
∂a y |
∂a |
|
|
|
∂a |
|
|
∂a y |
|
∂a |
|
||||
|
|
rota = |
|
z − |
|
i |
+ |
|
x |
− |
|
z |
|
j + |
|
− |
|
x k . |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
∂y |
∂z |
∂z |
|
|
∂x |
|
∂x |
|
∂y |
||||||||
Ряд Фурье в комплексной форме функции |
|
f (x) имеет вид |
|
|
|
|||||||||||||||
136
f (x) = |
n=+∞ |
c einx |
|
cn = |
1 |
π |
f (x)e−inx dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
± |
± |
± |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
∑ n |
, где |
|
2π −π∫ |
|
, n |
||||||
|
n=−∞ |
|
|
|
|
0, 1, |
2, |
3,.... |
||||
137
Рядом Фурье функции f L2′ пo ортогональной системе ϕ1, ϕ2 ,..., ϕn ,...
∞ |
1 |
|
|
|
называется ряд ∑ |
( f ,ϕk )ϕk . |
|
|
|
|| ϕk ||2 |
|
|
||
k =1 |
f L2′ |
|
|
|
Ряд Фурье функции |
пo ортонормированной |
системе |
||
∞
ϕ1, ϕ2 ,..., ϕn ,... ( || ϕk ||=1 , k =1, 2,... ) имеет вид f ∑( f , ϕk )ϕk , где
k =1
числа ( f , ϕk ) - называют коэффициентами Фурье.
Скалярным произведением двух кусочно-непрерывных на отрезке [a, b] (a < b) функций f и ϕ будем называть интеграл
b
( f , ϕ) = ∫ f (x)ϕ(x)dx.
a
Смешанная краевая задача для уравнений гиперболического и параболического типа – найти решение уравнения, удовлетворяющего как начальным, так и граничным условиям.
Собственные значения оператора Лапласа – числовые значения λ, для которых уравнение U = λU имеет ненулевые решения U .
Собственные функции оператора Лапласа – ненулевые решения U уравнения
U = λU.
Соленоидальное (трубчатое) векторное поле - поле a соленоидально, если
существует векторное поле b , для которого a является ротором.
Сторона двусторонней поверхности - совокупность ее точек вместе с приписанными нормалями в них, непрерывно переходящими друг в друга.
Телеграфное уравнение
2 |
|
−a |
|
2 |
|
+ |
2 |
|
+ |
2 |
|
|
+a |
∂U +a U = f (x, y, z) |
|
|
∂ U |
|
∂ U |
∂ U |
∂ U |
|
. |
||||||||||
∂t |
2 |
0 |
|
∂x |
2 |
|
∂y |
2 |
|
∂z |
2 |
|
1 |
∂t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Тригонометрический ряд Фурье функции |
f (x) имеет вид |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a0 |
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ∑a |
|
cos nx +b sin nx, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
где |
|
|
|
|
|
|
n=1 |
n |
|
n |
|
|
|
||
|
1 π |
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
π |
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|||||
a0 = |
|
|
∫ f (x)dx, |
an |
= |
|
∫ f (x)cos nxdx, |
bn = |
|
∫ f (x)sin nxdx. |
|||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
π−π |
|
|
π−π |
|
|
|
|
π−π |
|
||||
Тройной интеграл - |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vi , |
|
|
|
|
|
∫∫∫ f (x, y, z)dxdydz = lim ∑ f (xi , yi , zi ) |
|||||||||||
|
|
n |
T |
|
|
|
|
|
|
λ→0 i=1 |
|
|
|
||
|
|
) Vi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x, y, z) , |
||
где |
∑ f (xi , yi , zi |
- интегральная сумма для функции |
|||||||||||||
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
138 |
|
|
|
|
|
соответствующая выбранному разбиению области Т; |
|
V1 , |
V2 ,..., |
|
Vn |
- объемы |
||||||||||||||||||||||
областей, |
на |
|
которые |
разбита область Т; λ - |
максимальный |
из диаметров |
||||||||||||||||||||||
областей, на которые разбита область. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Уравнение Бесселя – уравнение x2 y ''(x)+ xy '(x)+(x2 −v2 )y (x)= 0 . |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Уравнение |
|
Лапласа |
|
– |
уравнение |
∂2U + |
∂2U + ∂2U = f (x, y, z), |
сокращенно |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x2 |
|
∂y2 |
∂z2 |
|
|
|
|
|
|
|||
записывается в форме |
|
U = f . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Уравнение Лапласа однородное – уравнение |
∂2U |
+ |
∂2U |
+ ∂2U = 0 |
или |
U = 0 . |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂x2 |
|
∂y2 |
∂z2 |
|
|
|
|
||
Уравнение Пуассона или уравнение Лапласа неоднородное |
|
|||||||||||||||||||||||||||
∂2U |
+ ∂2U + |
∂2U |
= f (x, y, z) |
( f |
≠ 0) |
или |
|
U = f . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
∂x2 |
∂y2 |
|
|
∂z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Уравнение теплопроводности одномерное – уравнение |
∂U |
= a |
2 ∂2U |
|
||||||||||||||||||||||||
∂t |
∂x2 . |
|
||||||||||||||||||||||||||
Уравнение теплопроводности трехмерное – уравнение |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
∂U |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
∂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= a2 |
∂ U |
+ |
∂ U |
+ |
∂ U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
∂t |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
U = a2 U |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
∂x |
|
∂y |
|
∂z |
или |
∂ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Формула Грина |
|
∫∫∫(v |
U −U |
|
|
|
|
|
∂U |
−U |
∂v |
|
|
|
|
S |
- граница |
|||||||||||
|
v)dxdydz = ∫∫ v |
∂n |
∂n |
dS , здесь |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ω |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
замкнутой области Ω .
Формула Даламбера для одномерного волнового уравнения с начальными
условиями U |
|
t =0 = ϕ(x), |
∂U |
|
|
|
|
= ψ(x) |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
∂t |
|
t =0 |
x+at |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
(ϕ(x − at )+ ϕ(x + at ))+ |
1 |
||||||
|
|
|
U (t, x)= |
∫ ψ(z)dz . |
||||||||||
|
|
|
2 |
2a |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x−at |
Формула Остроградского-Гаусса в координатной форме – |
||||||||||||||
|
|
|
∂P |
+ ∂Q |
+ ∂R |
|
|
|
|
|||||
∫∫∫ |
dxdydz = ∫∫Pdydz +Qdxdz + Rdxdy , |
|||||||||||||
T |
∂x |
∂y |
|
|
∂z |
|
σ |
|
||||||
где поверхность σ - граница тела Т.
Формула Остроградского-Гаусса в векторной форме –
∫∫andσ = ∫∫∫divadxdydz .
σT
139
Формула Стокса в координатной форме –
∫ Pdx +Qdy + Rdz =
L
|
∂Q |
− |
∂P |
|
∂R |
− |
∂Q |
∂P |
− |
∂R |
|
= ∫∫ |
∂x |
dxdy + |
∂y |
dydz + |
∂z |
dxdz, |
|||||
σ |
|
∂y |
|
|
∂z |
|
|
∂x |
|||
где L - замкнутый контур, который ограничивает поверхность σ. |
|
|
||||||||||||
Формула Стокса в векторной форме - |
∫al dl = ∫∫(rota)ndσ. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
l |
σ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
Фундаментальное решение уравнения Лапласа - функция |
ε(r) = |
в трехмерной |
||||||||||||
4πr |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
области, |
здесь r = (x − ξ)2 + (y − η)2 + (z − ζ)2 , и функция ε(r) = |
1 |
ln |
1 |
|
на плоскости, |
||||||||
2π |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|||||
здесь r = |
(x − ξ)2 + (y − η)2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Циркуляция векторного поля - ∫axdx +aydy + azdz , где l - замкнутая кривая. |
||||||||||||||
|
l |
∂2U |
+ ∂2U |
+... + ∂2U |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
= |
f (x ,..., x ) |
. |
||||||||||
Эллиптическое уравнение – уравнение ∂x2 |
∂x2 |
∂x2 |
|
1 |
n |
|||||||||
|
|
1 |
2 |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
Якобиан (определитель Якоби) в трехмерном пространстве – |
|
|
||||||||||||
|
|
∂ϕ |
∂ϕ |
∂ϕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
∂u |
∂v |
∂w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I (u , v , w ) = |
∂ψ ∂ψ ∂ψ |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
∂u |
∂v |
∂w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂χ |
∂χ |
∂χ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂u |
∂v |
∂w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.4. Методические указания к проведению практических занятий
Основной целью проведения практических занятий является выработка навыков решения задач по изучаемой теме. Для студентов всех форм обучения часть занятий, в соответствии с количеством часов, указанных в тематических планах (стр. 7-10), проводится в аудитории, в течение семестра, во время сессии или на форуме учебного сайта СЗТУ. Другая часть занятий ведется с использованием ДОТ: студенты рассматривают типовые задачи по изучаемой теме ([4], [6]), выполняют задания, выдаваемые персонально преподавателем. Инициативная работа на практических занятиях позволяет студентам набрать дополнительные баллы в балльно - рейтинговой системе.
140
