高斯定理的積分怎么算 構(gòu)造如下形式的高斯求積公式
曲面積分計算問題(高斯定理的利用,在高斯定理中下面這個公式是如何計算出來的?利用高斯定理計算曲面積分,高斯定理怎么把面積分變?yōu)轶w積分???構(gòu)造如下形式的高斯求積公式。
本文導(dǎo)航
曲面積分計算問題(高斯定理的利用)
高斯公式要求封閉的曲面,所以在下面補了一個面,然后再減去,最后用柱面坐標積分,我是這么想的~~~
I=+∫ ∫∫(6x^2+6y^2+6z)dv- ∫∫2x^3dydz+2y^3dzdx-3dxdy
=∫【0,2π】d0∫【0,1】dr∫[0,(1-r^2)](6r^2+6z)dz-∫∫3dxdy
=24π/5-6π=-6π/5
而∑表示的是一個拋物面,在dxdy上的投影是一個圓形面積為2π
在高斯定理中下面這個公式是如何計算出來的
4π*r平方 是 球面(高斯面)的面積。因為在高斯面上,電場強度E大小相同,方向都垂直于高斯面,所以,∫Eds=E∫ds=E*4π*r 平方
4π*r平方,因為在高斯面上,電場強度E大小相同,方向都垂直于高斯面,所以,∫Eds=E∫ds=E*4π*r
利用高斯定理計算曲面積分
取z=0下側(cè)為∑1
z=3上側(cè)為∑2
那么∫∫∑1 xdydz+ydzdx+zdxdy=0
∫∫∑2 xdydz+ydzdx+zdxdy=3∫∫dxdy=3(9π)=27π
且根據(jù)高斯公式
∫∫∑+∑1+∑2 xdydz+ydzdx+zdxdy
=3∫∫∫dV=3(3x9π)=81π
所以
原積分=81π-0-27π=54π
高斯定理怎么把面積分變?yōu)轶w積分?。?/h3>
好比高斯定理的積分形式,就是一個面積分到體積分,然后根據(jù)散度的定義:(簡單描述就是)矢量場f對封閉曲面ds的通量與封閉曲面所包圍的▽V(趨近于0時)的比的極限就被稱為矢量場f的散度。拿電場來說,也就是電場強度E對ds的通量等于電場強度E的散度對體積的積分。數(shù)學(xué)表達式:通量=∫EdS=∫(▽·E)dV(前面是封閉曲面積分,后面是曲面包圍的體積分)。
構(gòu)造如下形式的高斯求積公式
高斯求積公式是變步長數(shù)值積分的一種,基本形式是計算[-1,1]上的定積分。
假設(shè)現(xiàn)在要求f(x)在[-1,1]上的積分值,只允許計算一次f(x)的值,會選取一點x0,計算出f(x0),用A=f(x0)*2作為近似值?,F(xiàn)在問題是怎樣選取x0,使得結(jié)果盡可能精確,直覺告訴我們選取區(qū)間中點最合適,這也就是所謂的中點公式,也就是1點高斯求積公式。
含義
由于磁力線總是閉合曲線,因此任何一條進入一個閉合曲面的磁力線必定會從曲面內(nèi)部出來,否則這條磁力線就不會閉合起來了。如果對于一個閉合曲面,定義向外為正法線的指向,則進入曲面的磁通量為負,出來的磁通量為正,那么就可以得到通過一個閉合曲面的總磁通量為0。這個規(guī)律類似于電場中的高斯定理,因此也稱為高斯定理。
以上內(nèi)容參考:百度百科-高斯公式
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