Кратные, криволинейные и поверхностные интегралы. Логинов А.Ю - 55 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

55
(,,)Pxyzdx
l
т
С
=
cos( , ) cos( , )
PP
ny nz d
zy
s
s
¶¶
жц
ч
з
-
ч
з
ч
иш
¶¶
тт
rr
.
При этом направление обхода контура λ выбирается
соответствующим положительному направлению нормали (рис.17).
Задавая в области V непрерывно дифференцируемые функции
Q(x, y, z) и R(x, y, z), можно получить для них аналогичные соотноше-ния:
(,,)Qxyzdx
l
т
С
=
(
)
cos( , ) cos( , )
QQ
nz nx d
xz
s
s
-
¶¶
тт
rr
,
(,,)
R
xyzdx
l
т
С
=
cos( , ) cos( , )
RR
nx ny d
yx
s
s
¶¶
жц
ч
з
-
ч
з
ч
иш
¶¶
тт
rr
.
Складывая левые и правые части полученных равенств, получим
формулу Стокса, устанавливающую связь между поверхностным
интегралом 1-го рода по поверхности σ и криволинейным интегралом 2-го
рода по ограничивающему ее контуру λ с учетом ориентации поверхности:
(
)
cos( , ) cos( , )
RQ PR
Pdx Qdy Rdz n x n y
yz zx
ls
¶¶ ¶¶
йжц
ч
з
++= - + - +
к
ч
з
ч
иш
¶¶
к
л
ттт
rr
С
cos( , )
QP
nz d
xy
¶¶
жцщ
ч
з
+- =
ъ
ч
з
ч
иш
¶¶
ъ
ы
r
cos( , ) cos( , ) cos( , )
.
nx ny nz
d
xyz
PQR
s
s
¶¶
¶¶¶
тт
rrr
(69)
Последняя запись позволяет лучше запомнить подынтегральное
выражение в правой части формулы Стокса, которое можно получить,
раскрывая определитель по первой строке и учитывая, что во второй его
строке стоят операторы частного дифференцирования по
соответствующим переменным, применяемые к функциям, стоящим в
третьей строке.
Используя связь между поверхностными интегралами 1-го и 2-го
рода (
формула (66)), можно записать формулу Стокса в ином виде:
                               ж¶ P         r         ¶P     r ц
      тСP (x , y, z )dx = тт ззи ¶ z cos(n , y ) -    ¶y
                                                         cos(n , z ) ч
                                                                     чd s .
                                                                     ш
         l                 s

     При       этом       направление             обхода       контура             λ       выбирается
соответствующим положительному направлению нормали (рис.17).
     Задавая в области V непрерывно дифференцируемые функции
Q(x, y, z) и R(x, y, z), можно получить для них аналогичные соотноше-ния:

      тСQ (x , y, z )dx = тт
         l                 s
                               (   ¶Q
                                   ¶x
                                          r
                                      cos(n , z ) -
                                                    ¶Q
                                                    ¶z
                                                           r
                                                       cos(n , x ) d s ,)
                               ж¶ R         r         ¶R     r ц
      тСR (x , y, z )dx = тт зиз ¶ y cos(n , x ) -    ¶x
                                                                     чd s .
                                                         cos(n , y ) ч
                                                                     ш
         l                 s

     Складывая левые и правые части полученных равенств, получим
формулу      Стокса,       устанавливающую               связь     между           поверхностным
интегралом 1-го рода по поверхности σ и криволинейным интегралом 2-го
рода по ограничивающему ее контуру λ с учетом ориентации поверхности:

тСPdx + Qdy +
l
                               йж¶ R
                     R dz = тт кзз
                               ки ¶ y
                             s л
                                      -
                                         ¶Q ц
                                         ¶z шч
                                                    r
                                                              ¶z    (
                                                                    ¶x
                                                                           r
                                             чcos(n , x ) + ¶ P - ¶ R cos(n , y ) +    )
                                           r             r         r
                                       cos(n , x ) cos(n , y ) cos(n , z )
   ж¶ Q ¶ P    ц    r                            ¶           ¶                ¶
+ зз   -       чcos(n , z ) щ
               ч            ъd s =    тт                                               ds .      (69)
  и¶x    ¶y    ш            ъ
                            ы                    ¶x          ¶y               ¶z
                                        s
                                                 P           Q                R

     Последняя запись позволяет лучше запомнить подынтегральное
выражение в правой части формулы Стокса, которое можно получить,
раскрывая определитель по первой строке и учитывая, что во второй его
строке       стоят      операторы               частного       дифференцирования                  по
соответствующим переменным, применяемые к функциям, стоящим в
третьей строке.
     Используя связь между поверхностными интегралами 1-го и 2-го
рода (формула (66)), можно записать формулу Стокса в ином виде:




                                                 55