曲面積分為什麼區分上下側?

時間 2021-06-08 19:27:05

1樓:人仁韌忍

上下側只是在將左邊的曲面積分轉化為二重積分時的正負號選取,推薦看一下B站上湯家鳳老師的課程,很詳細。我也是聽了他的課才懂的。

2樓:

0、三維空間 本身是可定向的。

1、曲面作為 的二維子流形,同樣分「可定向」和「不可定向」兩種。對於不可定向的曲面(比如莫比烏斯環),你就沒法區分「上下側」。

ps: 對於不可定向曲面,無法求第二型曲面積分。

2、確定 的一種定向 後,對於「可定向」的曲面 ,其定向分為兩類:一類是與 在 上的誘導定向同號的,另一類是與誘導定向異號的。 由此有了兩側的區分(而不是三側、四側等等)。

ps:通常意義上「上/下側」是用乙個方向(外/內法向量)來表示的(如果對曲面的每一點都指定上/下側,那就成了向量場),這是因為我們有Hodge星(*)運算元,把作為微分2-形式(可以理解為面積微元)的定向變成了微分1-形式(法向量)。

「可定向」的初等解釋我找找,找到再更~~~

3樓:

第一類曲面積分中沒有上下側之分,而第二類曲面積分,讓我們回顧它的定義,積分號內是乙個向量函式(表示流量)與乙個有向曲面微分的點積,實際上並不是什麼區分出上下側,準確地說應該是,對於某乙個給定的曲面,在每一處我們可以寫出不同的曲面微元的法向量,它們分別指向曲面的兩側,而計算某乙個具體的積分時,我們當然要明確寫在積分號內的是哪乙個法向量,也即表示的是流量函式在哪一側的通量,這表明,對乙個通過曲面的流量,以不同方向計算得到的結果是不同的,這一結論是顯然的。

4樓:95版波特

參考一下這個問題的回答。

曲面積分為什麼要分內外側?

個人愚見,對座標的曲面積分是為了解決雙面曲面積分問題(例如磁通量,流量等)所發明的數學方法,所以區分方向;而對面積的曲面積分是為了解決一般曲面的積分問題(例如質量等)所發明的數學方法,所以不要求方向。

高數的理解忘了不少,如果有錯誤還請輕噴。

對面積的曲面積分和對座標的曲面積分如何進行幾何理解

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