極座標系下面積元推導用切平面法推導為什麼是這樣的呢?

時間 2021-05-06 05:12:40

1樓:tetradecane

這都推導3了,有必要每個推導都那麼摳細節麼。。只要能理解任何乙個推導,其它推導大致看看就可以了,可能還不如你理解的那個推導便於理解。

其實我沒咋看懂這個推導,切平面應該是針對空間曲面的啊,曲線哪有什麼切平面,曲線只有法平面和切向量。我也不知道他說的那個r曲線和θ曲線是什麼東西。我推測以下內容是他想說的:

對於曲線r=r(θ),向量dr是它的法向量,向量rdθ是它的切向量,這兩個向量是恆互相垂直的。

我感覺這個推導比較不嚴謹,沒有證明這樣算出來的矩形rdrdθ和實際面積相差的是高階無窮小。如果要不嚴謹的話,看我這個圖,畫得多好:

tetradecane:多元微積分——直觀理解重積分區域的座標系變換

2樓:無茗

翻開了本科的書,為了便於直觀理解,給乙個特例的形式化證明。其實最重要的是理解其中雅克比矩陣的意義。更嚴格的證明可以查詢數學分析的書籍。

3樓:曾璽文

這圖畫的也太糟糕了,也難怪題主會感到疑惑。

可以這樣理解,當扇形圓心角a(手機碼字,這裡用a代替theta)足夠小時,這個扇形可以看作乙個小三角形。

那麼劃過的面積微元就是乙個小梯形,上底rda 與下底 (r+dr)da之間相差drda,與dr和da相比是個高階無窮小,所以這個小梯形又可以近似為乙個矩形,矩形長為rda,寬為dr,因而面積微元ds=rdadr。

當然上面近似為矩形那一步,你也可以近似為平行四邊形,此時底為dr,高為rsinda,面積微元ds=rdrsinda,我們知道當a->0時sina~a,因此ds=rdrda。

又重新看了看圖,確定這個圖里的「切平面」應該和面積微元在同乙個平面內,否則不會用來近似面積微元。從弧線上取一點,以其法線和切線的方向分別作長/寬,作成的矩形,也不知為何會稱呼其為「切平面」。真正的切平面,是以切點半徑方向為法向量的平面,因此半徑r在這個平面上的投影只會是嚴格的乙個點,不可能出現dr長度的線段。

如果這個ppt是你們老師做的……我建議還是多自學吧……不然後面三重積分裡的體積微元你會更難理解。其實很多東西教材上講的非常詳盡的……

4樓:「已登出」

乙個沒學過這些的大一新生用樸素的知識來怒答一波。

還有什麼疑惑儘管來問。

文化少的我,就是這麼樸實無華。

為了清楚地說明這個東西,我拿出了壓箱底的高超畫技,謹獻此圖別看dA現在的方向和曲面差的有點遠,當dθ變小時,曲面越來越接近拉起的平面,dA也越來越像「曲面」的法向量

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