格林公式挖洞后怎么辦 高數格林公式的問題
高數格林公式的問題,高數格林公式的問題,用高斯公式、格林公式 怎么補面?挖洞?關于格林公式經過原點的問題,求問此類曲線積分如何解決?是否通用挖洞的格林公式?具體如何解?謝謝?格林公式挖點順時針還是逆時針。
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高數格林公式的問題!
(0,0)那個點叫做“奇點”,是使得分母為零的點
在那點附近,格林公式條件不成立
需要用“挖洞”法,對那點進行特殊討論
一般,是用三角換元
分式上下消去 一極小半徑
就OK了
高數格林公式的問題
首先,沒見過多元函數里有“間斷點”的概念(數學系的會有?)
總之,這個(0,0)是無定義點,自然也是偏導不連續(xù)點
不滿足格林公式的使用條件,那自然是不能直接使用的
于是,想用就必須補線,也就是“挖洞”
但挖洞要有技巧
注意到這里的洞是由于分母F(x,y)為零的地方產生的
于是補的線要根據F(x,y)的形式來補(F是圓,補的就是圓;是橢圓,補的就是橢圓)
這里補的線就是l: F(x,y) = x2+y2 = r2,其中r足夠小
這樣做是因為線積分能夠將曲線方程代入被積函數中,這樣就消去了無定義點
即 ∮(xdy-ydx)/(x2+y2) = ∮(xdy-ydx)/r2 = (1/ r2)∮xdy-ydx 【積分路徑為l】
原積分化為
∮(xdy-ydx)/(x2+y2) 【積分路徑為l】
=∮(xdy-ydx)/(x2+y2) - (1/ r2)∮xdy-ydx 【前者積分路徑為L+l,后者積分路徑為l】
這樣前者避開了(0,0)點,可使用格林公式了
后者將曲線方程代入被積函數后消去了無定義點,再使用格林公式也無妨了
利用格林公式求橢圓面積
去理解這兩個公式的應用條件吧,需要的是連續(xù)的封閉區(qū)間。補全是因為不封閉,挖奇點是因為有間斷點不連續(xù)。其實我想說的是,數學最簡單的地方就是曲線和曲面積分,LZ應該翻出課本來從定理開頭開始看起,動手做幾個例題,基本沒什么問題。這個地方在考研這種考試中,需要你靈活自如進行應用,如果你最基本的實質都不懂,更別談應對它給你設置的一些小障礙了。
關于格林公式經過原點的問題
當原點在區(qū)域中的時候,P和Q都不是連續(xù)函數,更不可導了,所以,破壞了格林公式的條件。選擇適當小的r把原點挖掉,可以保證在這個環(huán)形區(qū)域內P和Q都變成可微分函數,從而滿足了格林公式。事實上就是把外面大邊界的積分轉化到里面小的圓圈上的積分,這樣的好處是里面的圓圈是一個規(guī)則的圖形,很容易寫出方程,利用第二型曲線積分的標準求法去求解。適當小就是保證小圓盤包含著原點而且包含于大區(qū)域。至于為什么中間的環(huán)形區(qū)域積分等于零,是因為在這里Q對x的偏導數等于P對y 的偏導數啊,轉化到邊界(兩個,內外邊界)上就是兩個曲線積分相等,這里還要注意積分的方向,邊界的定向等知識點。
總體說來,就是題目不能直接用格林公式,但是可以用格林公式先把普通曲線上的積分轉化到規(guī)則曲線上的積分,然后根據第二型曲線積分的標準求法去求,到了規(guī)則曲線這個時候,我不用格林公式了,所以,是不是包含原點已經對積分計算沒有影響了。
求問此類曲線積分如何解決?是否通用挖洞的格林公式?具體如何解?謝謝
注意到x2+4y2=4
當x和y不同時為零,I=∫L(-ydx+xdy)/4可以用格林公式。
可是還有(0,0)這個點。兩次積分還需要用右手定則判別方向。
格林公式挖點順時針還是逆時針
你只需注意Green公式的應用條件就知道添加曲線的方向了.
Green公式的條件:人站在邊界正向前進時,左手邊是積分區(qū)域.
由這個條件,挖掉的洞的邊界正向必須是:總體來說是順時針的,這樣才符合公式條件.
Gauss公式類似:必須是外法向方向采用Gauss公式.
因此挖掉的洞的法方向必須是相對整個積分區(qū)域是朝外的,
也就是說,單獨對洞的邊界曲面來說,實際上是朝內的才符合Gauss公式.
補面完全是類似的,補上后的整個曲面的定向是朝外法向量.