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1、18.7 Stokes公式 环量与旋度一、斯托克斯(stokes)斯托克斯公式1 是有向曲面 的正向边界曲线右手法则证明如图2思路曲面积分二重积分曲线积分12314根椐格林公式平面有向曲线2空间有向曲线5同理可证故有结论成立.6Stokes公式的实质: 表达了有向曲面上的曲面积分与其边界曲线上的曲线积分之间的关系.斯托克斯公式格林公式特殊情形7二、简单的应用解1按斯托克斯公式, 有8解2又按斯托克斯公式, 有9解则10即11应用Stokes公式:可将型空间曲线积分化为二种情况计算()化为型曲面积分(P232例4.7.1) ()化为型曲面积分(P233例4.7.2)应用步骤: ()选定(被 所围

2、的部分)并由 的方向指明 的侧向()利用Stokes公式时,可将型空间曲线积分化为化为两种曲面积分,一般以计算较简便的为宜。12定理:设空间开区域G是单连通域,P、Q、R在G内具有一阶连续偏导数,则以下四个命题彼此等价 在G内与路径无关2沿G内任意闭曲线L的线积分3在G内恒成立下列条件 三 空间曲线积分与路径无关的条件4被积表达式是某三元函数u的全微分,即13其中 , 通常取折线路径求u用下列公式计算这时原函数u可用下列公式求出14例3 证明下列曲线积分与路径无关,并求积分值解故曲线积分与路径无关.下面求原函数u(x,y,z)15所以16三、物理意义-环流量与旋度1. 环流量的定义:17利用stokes公式, 有2. 旋度的定义:18斯托克斯公式的又一种形式其中19斯托克斯公式的向量形式其中20Stokes公式的物理解释:21例3 求下列向量场的旋度解22解23解由力学知道点 的线速度为观察旋度由此可看出旋度与旋转角速度的关系

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