封闭曲面的积分运算 闭合曲线积分怎么计算?

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封闭曲面的积分运算

闭合曲线积分怎么计算?

闭合曲线积分怎么计算?

闭合曲线积分可以直接运用格林公式和斯托克斯公式进行求解。格林公式是一个数学公式,它描述了平面上沿闭曲线L对坐标的曲线积分与曲线L所围成闭区域D上的二重积分之间的密切关系。一般用于二元函数的全微分求积。
斯托克斯公式:斯托克斯公式是微积分基本公式在曲面积分情形下的推广,它也是格林公式的推广,这一公式给出了在曲面块上的第二类曲面积分与其边界曲线上的第二类曲线积分之间的联系。

曲面积分有没有极坐标表示形式?

我们知道二重积分三重积分第一类曲线积分都有笛卡尔坐标表示和极坐标表示,而第一类曲面积分大学微积分书上只有笛卡尔坐标表示,那么有没有极坐标表示形式。如果有,为什么大学微积分书上没有?

是有的。
因为对于曲面积分的计算,我们都是先根据不同的情况化为二重或者三重积分来计算的。第一类曲面积分的一般算法是化为二重积分计算,第二类曲面积分一般算法也是化为二重积分计算,但是形式不同。
此外,第二类曲面积分如果是封闭并且满足相关条件,能够通过高斯公式化成三重积分计算。
而既然是二重或者三重积分的计算,那么我们当然能够使用极坐标系去计算了,之所以没有讲,我觉得是因为这件事情应该是非常明显的,并不需要特别去说一句。
说到底,对于曲面和曲线的积分,我们都是化成一次积分或者累次积分的形式,也就是重积分去计算的。所以重积分能够用的,曲面积分也能够用。
不过需要特别提醒的是,有一些技巧在重积分里面能用,但在曲面积分和曲线积分里面可能就有所限制了。比如说,我们有时候会用对称性去简化运算,但是对于重积分和第一类曲线积分和第一类曲面积分是能够用这个的,但是对于第二类曲线积分和第二类曲面积分就不能使用了。这是因为第二类的实际上是矢量运算,所以并不是说区域对称就能够对积分使用对称性的。

两类曲线积分的联系公式?

1、两类曲线积分的计算方法复习(以曲线用参数方程给出为例)。
2、有向曲线弧的切向量及其方向余弦。
3、两类曲线积分间关系式的推导。
4、两类曲线积分间相互转化的公式(包括其向量形式)。
5、对本节内容的一些补充说明。
拓展信息:
第一型曲线积分 ∫c f(x,y)ds 是曲线质量(f是线密度)或曲线 下的面积(f是高度) ds是一小段线元长度第二型曲线积分 W∫c F*dr∫c M*dx N*dy 是做功第一型曲面积分 ∫∫G f(x,y,z)dS 是曲面质量(f是曲面的面密度) dS是曲面上的一小块面积第二型曲面积分是 flux∫∫F*n dS∫∫R (-M*fx-N*fy P)dxdy是通过曲面的流体的体积,因为流体是流向外的所以法向量n是指向封闭曲面的外部。格林公式用于解决 第二型曲线积分 与 面积分的转化……一般面积分可以转化为投影的(平面)面积分……可用二重积分解决……高斯散度定理是处理第二型曲面积分与三重积分的转化,一般复杂曲面可以转化为三重积分……可以较好地解决……物理意义是处理第二型曲面积分与三重积分的转化,封闭曲面内的源产生的流体量,等于通过这个封闭曲面的流体体积。 也就是为什么 封闭曲面内的体积 转化成 第二型曲面积分高斯散度定理降一维还可以 处理第二型曲线积分与二重积分的转化,物理意义是封闭曲线内的那块面积假想成一个源(比如说热源),产生的流体等于通过曲线散发出来的流体的量