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高等数学曲线积分和曲面积分PPT课件
(3)在应用格林公式时,首先检验格林公式的条件
是否满足,即P x, y,Q x, y在由分段光滑的闭曲线
所围成的闭区域额D上具有一阶连续偏导数,当条件
Ñ 不满足时,公式不能用。例如考虑积分
xdy ydx L x2 y2 ,
其中L是区域D的边界曲线,如果D包含原点,那么
P 与 Q 在原点就不存在,就不可能连续,这时就不 y x
能运用格林公式将其转化为二重积分。
解:
解:
解:
11-4 对面积的曲面积分
解:
11-5 对坐标的曲面积分
对坐标的曲面积分的计算是本节的重要知识点,
其计算方法如下:
(1)若光滑曲面S表示为z=z(x,y),S在xOy面上的
投影区域为Dxy , R(x, y, z)在S上连续,则
注意公式使用条件 (2) 利用高斯公式
添加辅助面的技巧
(辅助面一般取平行坐标面的平面)
(3) 两类曲面积分的转化
11-1 对弧长的曲线积分
11-2 对坐标的曲线积分
习题11-3 格林公式及其应用
设闭区间D由分段光滑的曲线L围成,函数P x, y及 Qx, y在D上具有一阶连续的偏导数,则有
二、曲面积分的计算法
1. 基本方法
曲面积分
第一类( 第二类(
对面积 对坐标
) )
转化
二重积分
(1) 选择积分变量 — 代入曲面方程
(2)
积分元素投影
第一类: 第二类:
始终非负 有向投影
(3) 确定二重积分域
— 把曲面积分域投影到相关坐标面
2. 基本技巧 (1) 利用对称性及重心公式简化计算
高等数学曲线积分和曲面积分
一、曲线积分的计算法
1. 基本方法 曲线积分
第一类 ( 对弧长 ) 第二类 ( 对坐标 )
转化
定积分
用参数方程
(1) 选择积分变量 用直角坐标方程
用极坐标方程
第一类: 下小上大 (2) 确定积分上下限
第二类: 下始上终
2. 基本技巧 (1) 利用对称性及重心公式简化计算 ; (2) 利用积分与路径无关的等价条件; (3) 利用格林公式 (注意加辅助线的技巧) ; (4) 利用斯托克斯公式 ; (5) 利用两类曲线积分的联系公式 .
R(x, y, z)dxdy R(x, y,( z x, y))dxdy.
S
D xy
其中,当S取上侧时,取“+”号。
其余的类似。
计算对坐标的曲面积D
Q x
P y
dxdx
ÑL Pdx
Qdy成立,其中L取正向。
需要说明以下几点:
(1)格林公式说明了平面闭区域D上的二重积分可通过
沿闭区域D的边界曲线上的曲线积分来表达,即面积分
可以转化为线积分。
(2)格林公式的简单应用:设闭区域D由分段光滑的
曲线L围成,则D的面积A=
1 2
ÑL xdy
ydx.