二类曲线积分和曲面积分的计算有什么不同?
曲面积分的计算和曲线积分的计算有什么不同?
类曲面积分和第二类曲面积分的区别如下:
二类曲线积分和曲面积分的计算有什么不同?
二类曲线积分和曲面积分的计算有什么不同?
1、积分对象不同
型曲面积分物理意义来源于对给定密度函数的空间曲面,计算该曲面的质量。;
第二型曲面积分物理意义来源对于给定的空间曲面和流体的流速,计算单位时间流经曲面的总流量;
2、积分顺序不同
类曲线积分——有积分顺序,积分下限永远小于上限;
第二类曲线积分——没有积分顺序,积分上下限可以颠倒;
3、积分意义不同
类曲线积分——有几何意义和物理意义;
第二类曲线积分——只有物理意义;
4、积分方向不同
类曲线积分——积分没有方向;
第二类曲线积分——有积分方向;
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求大神通俗解释二类曲线积分和曲面积分的区别(是一二类的区别)
积分有两大要素:范围和乘积。都是函数(包括矢量函数)与微元素的乘积,在某个范围内之和。从这个角度去看各种积分就很清楚了。
类线积分实质上就是定积分在路径(范围)方面的推广,被积函数与微元素之间依然是标量乘积,只是把x轴从直线任意扭曲成曲线。
第二类线积分实质上就是定积分在路径和乘积两方面都做了推广,不仅路径从直线的x轴变弯了,乘积也由1维标量乘积推广到的矢量内积。
所以第二类线积分就是类线积分从1维乘积推广到内积。
曲面积分与曲线积分情况十分类似,只微元素不同:线积分的微元素是1维的,而面积分的微元素是2维的。下面的描述几乎就是重复了:
类面积分实质上就是二重积分在区域(范围)方面的推广,被积函数与微元素之间依然是标量乘积,只是把xy平面任意扭曲成曲面。
第二类面积分实质上就是二重积分在区域和乘积两方面都做了推广,不仅区域从xy平面的变弯了,乘积也由1维标量乘积推广到的矢量内积。
所以第二类面积分就是类面积分从1维乘积推广到内积。
所以的二类积分的矢量内积可以变成多个类积分的标量积来计算。
当然上面所说的积分都是基于平坦的欧氏空间里定义的函数算子,爱因斯坦已经证明宇宙现实中的空间都不是平坦的,所以流形上的微积分才是更普遍的函数算子。
曲线积分与曲面的积分有什么区别?
曲线积分是在同一个平面上线与线的封闭面积,就是形成了平面四边形;曲面积分是在一个由曲线积分形成的平面上,再进行体上的积分,就像杯子的底是由XY曲线积分形成,而它的杯子的上缘线就是Z的轨迹线,当然Z不一定是像杯子上缘线一样平行于底面。
曲线曲面积分还是按照物理含义理解比较好,几何含义的限制太大了,虽然视觉上直观,但不及物理的广阔。有的时候在三维上是找不到几何含义的,比如被积函数不是1的三重积分就没有几何意义,但四维上思考几何形状就超出了人的几何想象。曲面积分的物理意义简单的说类是光滑曲面型构件的质量,第二类是通过指定侧的流量。
二重积分,可以看做一个高函数f(x,y),在底面∑上的积分,所以他表示的是底面为∑的几何体的体积..
三重积分,可以看做一个密度函数f(x,y),在几何体V上的积分,所以他表示的是几何体V的质量..
类曲线积分,可以看做一个密度函数f,对曲线长度s的积分,所以他表示的是曲线s的质量.
第二类曲线积分,可以看做一个变力f,对曲线切向的积分,所以他表示的是变力f沿曲线做的功.
类曲面积分,可以看做一个密度函数f,对曲面面积S的积分,所以他表示的是曲面S的质量.
第二类曲面积分,可以看做一个磁场强度f,对曲面法向的积分,所以他表示的是的磁通量.物理上形象的说,就是通过某个曲面的磁感线条数...
曲面积分和曲线积分有什么区别?
1、型曲面积分:
定义在曲面上的函数关于该曲面的积分。型曲线积分物理意义来源于对给定密度函数的空间曲面,计算该曲面的质量。
又称:对面积的曲面积分;
物理意义:空间曲面S的“质量”。
2、第二型曲面积分:
第二型曲面积分:是关于在坐标面投影的曲面积分,其物理背景是流量的计算问题。
第二型曲线积分与积分路径有关,第二型曲面积分同样依赖于曲面的取向,第二型曲面积分与曲面的侧有关。
如果改变曲面的侧(即法向量从指向某一侧改变为指另一侧),显然曲面积分要改变符号,注意在上述记号中未指明哪侧,必须另外指出,第二型曲面积分有类似于第二型曲线积分的一些性质。
3、对称性:
数学上,对称性由群论来表述。
群分别对应着伽利略群,洛伦兹群和U(1)群。对称群为连续群和分立群的情形分别被称为连续对称性(continuous symmetry)和分立对称性(discrete symmetry)。
德国数学家威尔(Hermann Weyl)是把这套数学方法运用於物理学中并意识到规范对称重要性的人。
当分子有对称中心时,从分子中任意一原子至对称中心连一直线,将次线延长,必可在和对称中心等距离的另一侧找到另一相同原子,即每一点都关于中心对称。
依据对称中心进行的对称作为反演作,是按照对称中心反演,记为i;n为偶数时in=E,n为奇数时in=i。
4、积分轮换对称性:
它是指坐标的轮换对称性,简单的说就是将坐标轴重新命名,如果积分区间的函数表达不变,则被积函数中的x,y,z也同样作变化后,积分值保持不变。
扩展资料:
曲面积分:
定义在曲面上的函数或向量值函数关于该曲面的积分。曲面积分一般分成型曲面积分和第二型曲面积分。
型曲面积分物理意义来源于对给定密度函数的空间曲面,计算该曲面的质量。第二型曲面积分物理意义来源对于给定的空间曲面和流体的流速,计算单位时间流经曲面的总流量。
第二型曲面积分的物理背景是流量的计算问题。设某流体的流速为v=((P(x,y,z),Q(x,y,z),R(x,y,z))从某双侧曲面S的一侧流向另一侧,求单位时间内流经该曲面的流量。
由于是有向曲面,设它的单位法向量为n=(coα,cosβ,cosγ),取曲面面积微元dS,则所求的单位时间内流量微元就是dE=(v·n)dS。
镜面对称:
镜面是平分分子的平面,在分子中除位于经面上的原子外,其他成对地排在镜面两侧,它们通过反映作可以复原。
反映作是每一点都关于镜面对称,记为σ;n为偶数时σn=E,n为奇数时σn=σ。和主轴垂直的镜面以σh表示;通过主轴的镜面以σv表示;通过主轴,平分副轴夹角的镜面以σd 表示。
积分轮换对称性特点及规律:
(1) 对于曲面积分,积分曲面为u(x,y,z)=0,如果将函数u(x,y,z)=0中的x,y,z换成y,z,x后,u(y,z,x)仍等于0,即u(y,z,x)=0,也就是积分曲面的方程没有变。
那么在这个曲面上的积分 ∫∫f(x,y,z)dS=∫∫f(y,z,x)dS;如果将函数u(x,y,z)=0中的x,y,z换成y,x,z后,u(y,x,z)=0,那么在这个曲面上的积分 ∫∫f(x,y,z)dS=∫∫f(y,x,z)dS;
如果将函数u(x,y,z)=0中的x,y,z换成z,x,y后,u(z,x,y)=0,那么在这个曲面上的积分 ∫∫f(x,y,z)dS=∫∫f(z,x,y)dS ,同样可以进行多种其它的变换。
(2) 对于第二类曲面积分只是将dxdy也同时变换即可 ,比如:
如果将函数u(x,y,z)=0中的x,y,z换成y,z,x后,u(y,z,x)=0,那么在这个曲面上的积分:
∫∫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) 将(1)中积分曲面中的z去掉,就变成了曲线积分满足的轮换对称性:积分曲线为u(x,y)=0,如果将函数u(x,y)=0中的x,y换成y,x后,仍满足u(y,x)= 0,那么在这个曲线上的积分 ∫f(x,y)ds=∫f(y,x)ds;
实际上如果将函数u(x,y)=0中的x,y换成y,x后,仍满足u(y,x)=0,则意味着积分曲线关于直线y=x对称 。第二类三维空间的曲线积分跟(2)总结相同同。
但第二类平面上的曲线积分不同∫f(x,y)dx=-∫f(y,x)dy.(注意前面多了一个负号)
(4) 二重积分和三重积分都和(1)的解释类似,也是看积分域函数将x,y,z更换顺序后,相当于将坐标轴重新命名,积分区间没有发生变化,则被积函数作相应变换后,积分值不变。
参考资料:
曲线与曲面连续性概念,意义与实践的区别
曲线或曲面的连续性。
曲线与曲面连续性是指几何曲线或曲面的连续性,它是指曲线或曲面上任意两点之间的连续关系。
曲线与曲面连续性的意义在于,它可以描述曲线或曲面的连续性,可以帮助我们判断曲线或曲面是否连续,而曲线与曲面连续性的实践是指在实际应用中,根据曲线或曲面的连续性特点,对曲线或曲面进行分析和处理,从而达到求解几何曲线或曲面的目的。
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