1樓:匿名使用者
今天大物課剛聽老師說過,這個法向量的選取有兩個方向,向裡或者向外。ds與dσ都是正的,而cosγ可能因為γ是鈍角而為負
高等數學第一類與第二類曲線/曲面積分的區別
2樓:匿名使用者
從物理意義上去考慮。第一類曲線、曲面積分可考慮為非均勻曲線或曲面的質量,其回定義類似
求詳細介紹關於高數第一類第二類曲線曲面積分 對稱性 以及輪換對稱性謝謝大家了!
3樓:你愛的是小灰嗎
1、第一型曲面積分:又稱對面積的曲面積分
定義在曲面上的函式關於該曲面的積分。第一型曲線積分物理意義**於對給定密度函式的空間曲面,計算該曲面的質量。
2、第二型曲面積分是關於在座標面投影的曲面積分,其物理背景是流量的計算問題。
第二型曲線積分與積分路徑有關,第二型曲面積分同樣依賴於曲面的取向,第二型曲面積分與曲面的側有關,如果改變曲面的側(即法向量從指向某一側改變為指另一側),顯然曲面積分要改變符號,注意在上述記號中未指明哪側。
必須另外指出,第二型曲面積分有類似於第二型曲線積分的一些性質。
3、數學上,對稱性由群論來表述。群分別對應著伽利略群,洛倫茲群和u(1)群。對稱群為連續群和分立群的情形分別被稱為連續對稱性和分立對稱性。
德國數學家威爾(hermann weyl)是把這套數學方法運用於物理學中並意識到規範對稱重要性的第一人。
4、積分輪換對稱性是指座標的輪換對稱性,簡單的說就是將座標軸重新命名,如果積分割槽間的函式表達不變,則被積函式中的x,y,z也同樣作變化後,積分值保持不變。
擴充套件資料:
1、對稱操作:
當分子有對稱中心時,從分子中任意一原子至對稱中心連一直線,將次線延長,必可在和對稱中心等距離的另一側找到另一相同原子,即每一點都關於中心對稱。依據對稱中心進行的對稱操作為反演操作,是按照對稱中心反演,記為i;n為偶數時in=e,n為奇數時in=i
反軸:反軸in的基本操作為繞軸轉360°/n,接著按軸上的中心點進行反演,它是c1n和i相繼進行的聯合操作:i1n=ic1n; 繞in軸轉360°/n,接著按中心反演。
映軸:映軸sn的基本操作為繞軸轉360°/n,接著按垂直於軸的平面進行反映,是c1n和σ相繼進行的聯合操作: s1n=σc1n;繞sn軸轉360°/n,接著按垂直於軸的平面反映。
2、第一型曲面積分和第二型曲面積分的區別
1、第一類沒方向,有幾何意義和物理意義;第二類有方向,只有物理意義。
2、一類曲線是對曲線的長度,二類是對x,y座標.例已知一根線的線密度,求線的質量,就要用一類.已知路徑曲線方程,告訴你x,y兩個方向的力,求功,就用二類.
二類曲線也可以把x,y分開,一二類曲線積分之間就差一個餘弦比例。
一二類曲面積分割槽別,一類是對面積的積分,二類是對座標的.如已知面密度,求面質量,就用一類.已知x,y,z分別方向上的流速和麵方程,求流量,就用第二類.
同理,x,y,z方向也是可以分開的。
4樓:夏娃的夏天
1、第一型曲面積分:
定義在曲面上的函式關於該曲面的積分。第一型曲線積分物理意義**於對給定密度函式的空間曲面,計算該曲面的質量。
又稱:對面積的曲面積分;
物理意義:空間曲面s的「質量」。
2、第二型曲面積分:
第二型曲面積分:是關於在座標面投影的曲面積分,其物理背景是流量的計算問題。
第二型曲線積分與積分路徑有關,第二型曲面積分同樣依賴於曲面的取向,第二型曲面積分與曲面的側有關。
如果改變曲面的側(即法向量從指向某一側改變為指另一側),顯然曲面積分要改變符號,注意在上述記號中未指明哪側,必須另外指出,第二型曲面積分有類似於第二型曲線積分的一些性質。
3、對稱性:
數學上,對稱性由群論來表述。
群分別對應著伽利略群,洛倫茲群和u(1)群。對稱群為連續群和分立群的情形分別被稱為連續對稱性(continuous symmetry)和分立對稱性(discrete symmetry)。
德國數學家威爾(hermann weyl)是把這套數學方法運用於物理學中並意識到規範對稱重要性的第一人。
當分子有對稱中心時,從分子中任意一原子至對稱中心連一直線,將次線延長,必可在和對稱中心等距離的另一側找到另一相同原子,即每一點都關於中心對稱。
依據對稱中心進行的對稱操作為反演操作,是按照對稱中心反演,記為i;n為偶數時in=e,n為奇數時in=i。
4、積分輪換對稱性:
它是指座標的輪換對稱性,簡單的說就是將座標軸重新命名,如果積分割槽間的函式表達不變,則被積函式中的x,y,z也同樣作變化後,積分值保持不變。
擴充套件資料:
曲面積分:
定義在曲面上的函式或向量值函式關於該曲面的積分。曲面積分一般分成第一型曲面積分和第二型曲面積分。
第一型曲面積分物理意義**於對給定密度函式的空間曲面,計算該曲面的質量。第二型曲面積分物理意義**對於給定的空間曲面和流體的流速,計算單位時間流經曲面的總流量。
第二型曲面積分的物理背景是流量的計算問題。設某流體的流速為v=((p(x,y,z),q(x,y,z),r(x,y,z))從某雙側曲面s的一側流向另一側,求單位時間內流經該曲面的流量。
由於是有向曲面,設它的單位法向量為n=(coα,cosβ,cosγ),取曲面面積微元ds,則所求的單位時間內流量微元就是de=(v·n)ds。
鏡面對稱:
鏡面是平分分子的平面,在分子中除位於經面上的原子外,其他成對地排在鏡面兩側,它們通過反映操作可以復原。
反映操作是每一點都關於鏡面對稱,記為σ;n為偶數時σn=e,n為奇數時σn=σ。和主軸垂直的鏡面以σh表示;通過主軸的鏡面以σv表示;通過主軸,平分副軸夾角的鏡面以σd 表示。
積分輪換對稱性特點及規律:
(1) 對於曲面積分,積分曲面為u(x,y,z)=0,如果將函式u(x,y,z)=0中的x,y,z換成y,z,x後,u(y,z,x)仍等於0,即u(y,z,x)=0,也就是積分曲面的方程沒有變。
那麼在這個曲面上的積分 ∫∫f(x,y,z)ds=∫∫f(y,z,x)ds;如果將函式u(x,y,z)=0中的x,y,z換成y,x,z後,u(y,x,z)=0,那麼在這個曲面上的積分 ∫∫f(x,y,z)ds=∫∫f(y,x,z)ds;
如果將函式u(x,y,z)=0中的x,y,z換成z,x,y後,u(z,x,y)=0,那麼在這個曲面上的積分 ∫∫f(x,y,z)ds=∫∫f(z,x,y)ds ,同樣可以進行多種其它的變換。
(2) 對於第二類曲面積分只是將dxdy也同時變換即可 ,比如:
如果將函式u(x,y,z)=0中的x,y,z換成y,z,x後,u(y,z,x)=0,那麼在這個曲面上的積分:
∫∫f(x,y,z)dxdy=∫∫f(y,z,x)dydz,∫∫f(x,y,z)dydz=∫∫f(y,z,x)dzdx, ∫∫f(x,y,z)dzdx=∫∫f(y,z,x)dxdy。
(3) 將(1)中積分曲面中的z去掉,就變成了曲線積分滿足的輪換對稱性:積分曲線為u(x,y)=0,如果將函式u(x,y)=0中的x,y換成y,x後,仍滿足u(y,x)= 0,那麼在這個曲線上的積分 ∫f(x,y)ds=∫f(y,x)ds;
實際上如果將函式u(x,y)=0中的x,y換成y,x後,仍滿足u(y,x)=0,則意味著積分曲線關於直線y=x對稱 。第二類三維空間的曲線積分跟(2)總結相同同。
但第二類平面上的曲線積分不同∫f(x,y)dx=-∫f(y,x)dy.(注意前面多了一個負號)
(4) 二重積分和三重積分都和(1)的解釋類似,也是看積分域函式將x,y,z更換順序後,相當於將座標軸重新命名,積分割槽間沒有發生變化,則被積函式作相應變換後,積分值不變。
高等數學第一類與第二類曲線/曲面積分的區別
5樓:匿名使用者
從概念上講,第一類的,都是和方向無關的,對標量的積分。第二類的,都是和方向有關的,對某種意義上的向量的積分。具體地說:
第一類曲線積分是對長度的積分,第二類曲線積分是對座標的積分,講究曲線上演某方向的變化了。第一類區面積分,是對面積的積分,第二類區面積分是對二維座標的積分,強調面積朝向某側的情況。
從計算上講,第一類的計算要求出長度或者面積微元的表示式,因此計算公式似乎複雜,但是記住公式之後,因為不用考慮方向,因此實際上簡單。第二類的,不用考慮微元的表示式,直接就是對座標積分,形式上簡單,不過,在具體到某個線或者面的時候,要考慮是否要根據方向的變化分成不同的小段,在每個方向一致的小段上,還要考慮正負號,是否為零等等,實際上相對麻煩許多。
關於這兩類積分(實際上是四類,不過我的稱呼是分別針對面,線來說)實際上都有統一的公式。兩類曲線積分可以通過方向餘弦實現統一。兩類區面積分可以通過切面的法向量方向餘弦實現統一。
此處的學習重點除了上述內容之外,要特別注意 格林公式,高斯公式,斯托克斯公式,拉普拉斯運算元,拉普拉斯反運算元。這些在某些專業中應用更廣泛。
高數中怎麼區別第一型曲面積分和第二型曲面積分啊?解題的關鍵步驟是什麼?這部分就沒搞懂啊,快考試了 20
6樓:匿名使用者
哥們給你都說了吧:
第一類曲線積分,可以通過將ds轉化為dx或dt變成定積分來做,但是單純的第一類曲線積分和二重積分沒有關係,只有通過轉化為第二類曲線積分後,要是滿足格林公式或者斯托科斯公式條件,可以用公式轉化為簡單的曲面積分,再將曲面積分投影到座標面上轉化為二重積分來計算,這是第一類曲線積分和二重積分關係,但是第一類曲線積分和三重積分麼有任何關係……
第一類曲面積分,可以通過公式變換,將ds轉化為dxdy,直接轉化為二重積分來做,但是和三重積分沒有任何關係,只有通過轉化為第二類曲面積分,滿足了高斯公式條件,才能用高斯公式轉化為三重積分來計算
曲線積分與定積分,曲面積分與二重積分的區別:曲面積分、曲線積分都是給定了特定的曲線或者曲面的方程形式,意思是在曲線上或曲面上進行積分的,而不是像普通的二重積分和定積分那樣直接在xyz座標上進行積分,所以要將第一類曲線積分,第一類曲面積分通過給定的方程形式變換成在xyz座標進行積分,另外既然給定了曲線或曲面方程,就可以根據方程把一個量表示成其他的兩個量的關係,因為是在給定的曲線或曲面方程上進行積分的,所以要滿足給定的曲線或曲面的方程,所以各個量之間可以代換的,這個普通的定積分和二重積分不能這麼做的……
第一類曲線積分:對線段的曲線積分,有積分順序,下限永遠小於上限……求解時米有第二類曲線積分簡單,需要運用公式將線段微元ds通過給定的曲線方程形式表示成x與y的形式,進行積分,這個公式書裡面有的,就是對引數求導,然後再表示成平分和的根式……
第二類曲線積分:對座標的曲線積分,沒有積分順序,意思是積分上下限可以顛倒了……
第一類曲線積分和第二類曲線積分的關係:可以用餘弦進行代換,餘弦值指的是線段的切向量,這個書本里面的,我就不寫了
第一類曲面積分:對面積的曲面積分,求解時要通過給定的曲面方程形式,轉化成x與y的形式,這個公式書裡面也有的,就是求偏導吧?然後表示成平方和根式的形式
第二類曲面積分:對座標的曲線積分,這個簡單一些,好好看看就可以了
兩類曲面積分的聯絡:可以用餘弦代換,但是這個餘弦是曲面的法向量
下面給出第一類曲線積分和第一類曲面積分的聯絡,方便你記憶:都是要轉化成在xyz座標面上的積分,都是平方和的根式形式,但是第一類曲線積分是對引數求導,第一類曲面積分是求偏導,為何都是平方和的根式形式?原因是在微段或微面上用直線代替曲線,相當於正方體求對角線,你想想是不是,肯定要出現平方和的根式,你好好看看推導過程……
第二類曲線積分與第二類曲面積分的關係:
第二類曲線積分如果封閉的話,可以用格林公式或斯托克斯公式化簡
第二類曲面積分如果封閉的話,可以用高斯公式進行化簡
這些東西很有趣的,你要學會對應的記憶啊……
請教第二類曲線積分的物理含義,有關高等數學曲線積分的物理意義
這個東西本來就不是求曲線長度的,舉個很簡單的例子,在一個非保守力場下做功,場強分解後,ex f x,y ey g x,y 對於曲線l做的功就是 l f x,y dx g x,y dy 兩類積分市可以相互轉化的。說實話,在物理裡第二類比第一類用的更多。在直角座標系中,曲線的長度就是 dx 2 dy 2...
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這時我有一次回答別人的問題,建議你看看,中心意思就是第二型的不建議用對稱性,化為第一類的才能用對稱性。第二型曲面曲線積分都不要隨便用對稱性,因為積分的定義是與方向有關的,積分值不是簡單的riemann和的極限,寫成上面的記號只是為了方便記憶,不是說這是真的積分。它的計算是有另外的計算公式,即使積分割...
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