1 Рода: не зависит от направл, масса кривой; 2 рода: меняет знак, работа силы при перемещ по кривой.
Аналогично в пр-ве.
Опр. L – гладкая, если сущ конечные непрерывные φ'(t), ψ'(t). Особые точки кривой: φ'2(t)+ψ'2(t)=0.
Т. Если L – гладкая и не содержит
особых точек и f(x,y), P(x,y), Q(x,y) – непр вдоль
L, то криволин инт-лы 1 и 2 рода сущ и:
,
,
.
Д-во. Правые интегр сущ, т.к. ф-ции
непрерывны. Для Р и Q аналог => только
Р. Разобьем [a,b] и состав интегр суммы.
=>
,
.
Интегралы в условии – I1, I2.
При Δ→0 maxΔtk→0: Δlk>=m
,
.
=> из равн непр f и P:
люб ε>0 сущ δ>0: при Δ<δ :
,
M=max|φ'(t)|.
Зам. L – кусочно гладкая, если она непр и распадается на конечное число не имеющих общих точек кусков, явл гладкими кривыми. В этом случае криволин интегралы – суммы по кускам. Теорема верна. f, P, Q – кусочно непрерывны => теорема верна. Аналогично в пр-ве.
Зам. Положительное направление – против часовой, криволин интеграл по замкнутому контуру.
Св-ва криволин интеграла:
1. Линейность:
.
2. Аддитивность:
.
3. Оценка модуля интеграла:
.
4. Ф-ла среднего значения: f
непр вдоль AB => сущ М на
АВ:
.
23 |
Понятие поверхности. Нормаль и касательная к п-ти. Лемма о проекции окрестности точки на касательную плоскость. |
Опр. f: G→G* гомеоморфно, если оно взаимнооднозн и взаимнонепр: люб сх-ся {Mn}→сх-ся{Mn*} и ←
Опр. f: G→G* лок гомеом, если у люб точки G сущ окр-ть, кот гомеом отобр на свой образ.
Опр. Обл G на пл-ти Т элементарная, если она явл образом открытого круга при его гомеом отобр на Т.
Опр. Связная обл G на пл-ти Т простая, если люб точка G имеет окр, явл элемент обл-тью.
Опр. Мн-во точек Ф пр-ва – пов-ть, если оно явл образом простой плоск обл-ти G при ее локально гомеом отобр в Е3. Пр. 1. x=u, t=v, z=z(u,v). 2. x=x(u,v), y=y(u,v), z=z(u,v) или r=r(u,v) – вект ф-ция.
Окр т.М из Ф – точки Ф, принадл окр т.М в Е3.
Опр. Пов-ть Ф в пр-ве – гладкая, если у люб точки Ф сущ окр, допуск гладкую параметр-цию: эта окр – образ элемент обл G пл-ти перем (u,v), при след отобр 2, где x, y, z – сущ непр частн произв 1 порядка.
Опр. Т. М гладкой пов-ти – обыкнов,
если ранг
в т.М =2, иначе точка особая.
Т. Пусть G – простая плоская обл в
пл-ти (u,v), гладкое отобр 2 переводит G в
мн-во Ф из Е3, rgA=2 во всех точках G
=> Ф – пов-ть. Д-во. Д-ть, что 2 – лок
гомеом отобр G в Ф, т.е. люб N0(u0,v0)
имеет окр, кот соотнош 2 гомеом отобр на
некот окр M0(x0,y0,z0)
на Ф, x0=x(u0,v0),…
Фикс люб N0 и соотв
М0, rgA|N0=2
=> пусть
|N0<>0
=>
,
x,y непр в G
=> разрешима
неявно задан ф-ций => в некот окр Р
т.Р0(x0,y0) сущ ! непр диф
решение: u=u(x,y), v=v(x,y) => P
опред окр N => первые два
соотн 2 осущ гомеом отобр N
на P, третье:
z=z(u(x,y),v(x,y))=g(x,y)
– непр => гомеом отобр Р в М =>
суперпозиция гомеом отобр => гомеом
отобр N в М.
Сл. Каждая обыкнов т. гладкой пов-ти имеет окр, однозн проектир на одну из коорд плоскостей.
Геометр: r=r(u,v). v=v0
=> коорд линия - кривая на Ф, вектор
-
касат к ней, u=u0
=> коорд линия,
-
касат к ней => через М0 проходят
обе линии, касат в-ры неколлинеарны (их
компоненты – строки А) => они опред
касат пл-ть, норм в-р к ней – в-р нормали
к Ф в М0,
- непр в некот окр люб точки Ф => в этой
окр сущ непр вект поле нормалей.
Опр. Двусторонняя пов-ть – в целом сущ непр вект поле нормалей, иначе одност (лента Мебиуса).
Опр. Пов-ть огр, если сущ трехмерный шар, содерж все ее точки.
Опр. По-ть полная, если мн-во точек ее составл замкнуто.
