高等数学曲面积分与曲线积分之格林公式
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格林公式的推导
格林公式是一个重要的数学定理,它连接了曲线积分和曲面积分。
以下是格林公式的推导过程:
第一步,首先我们需要知道曲线积分的基本公式,即∫Pdx+Qdy=∫∫
(dQ/dx-dP/dy)dxdy(在曲线所围成的有界闭区域D上从A点出发到B点结束)。
第二步,根据线积分的基本公式,我们可以将格林公式左边∫Pdx+Qdy转化为一个二重积分。
第三步,接下来我们需要对二重积分进行化简。
利用散度定理,我们可以将二重积分转化为一个曲面积分。
第四步,根据曲面积分的基本公式,我们可以将格林公式右边转化为一个曲面积分。
第五步,最后我们需要将两个曲面积分相等,得到格林公式。
综上所述,格林公式的推导过程主要涉及到曲线积分的基本公式、散度定理和曲面积分的基本公式等知识点。
曲线积分与曲面积分总结standalone; self-contained; independent; self-governed;autocephalous; indie; absolute; unattached; substantive第十一章:曲线积分与曲面积分一、对弧长的曲线积分 ⎰⎰+=LLy d x d y x f ds y x f 22),(),(若 ⎩⎨⎧==)()(:t y y t x x L βα≤≤t则 原式=dt t y t x t y t x f ⎰'+'βα)()())(),((22对弧长的曲线积分 (,,)((),(),(LLf x y z ds f x t y t z t =⎰⎰若 ():()()x x t L y y t z z t =⎧⎪=⎨⎪=⎩βα≤≤t则 原式=((),(),(f x t y t z t βα⎰常见的参数方程为:特别的:22222.2xy LLLe ds e ds e ds e π+===⎰⎰⎰22=2(0)L x y y +≥为上半圆周二、对坐标的曲线积分 ⎰+L dy y x q dx y x p ),(),( 计算方法一: 若 ⎩⎨⎧==)()(:t y y t x x L 起点处α=t ,终点处β=t 则原式=dt t y t y t x q dt t x t y t x p )())(),(()())(),(('+'⎰βα对坐标的曲线积分 (,,)(,,)(,,)L P x y z dx Q x y z dy R x y z dz ++⎰():()()x x t L y y t z z t =⎧⎪=⎨⎪=⎩起点处α=t ,终点处β=t 则原式=((),(),())()((),(),())()((),(),())()P x t y t z t x t dt Q x t y t z t y t dt R x t y t z t z t dt βα'''++⎰计算方法二:在计算曲线积分时,通过适当的添加线段或曲线,是之变成一个封闭曲线上的曲线积分与所添加线段或曲线上的曲线积分之差,从而对前者利用格林公式,后者利用参数方程。
格林公式推导
格林公式是一种用于计算曲线或曲面的积分的方法。
它是由英国
数学家格林所提出的。
格林公式的推导可分为曲线积分和曲面积分两
种情况。
当计算曲线积分时,可以将其分为线积分和面积分部分。
线积分
可以表示为:
$\int_{C} Pdx + Qdy$
其中,C表示曲线,P与Q分别为C中每个点的横坐标和纵坐标。
然后,将它转化为形如以下的形式:
$\oint_{C} Pdx + Qdy = \iint_{D} \frac{\partial
Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} dA$
其中D为被C所围成曲线的内部区域。
这个公式可以通过斯托克
斯定理推导得出。
而当计算曲面积分时,可以表示为:
$\iint_{S} F\cdot n ds$
其中,F表示曲面上每个点的向量场,n为曲面上每个点的法向量,ds为曲面上每个点的微元面积。
这个公式可以通过高斯定理推导得出。
需要注意的是,这两种公式相似,但基于的原理不同。
但无论如何,通过这两个公式可以方便地计算曲线与曲面的积分。