Страница 1 из 1

Поверхностный интеграл второго рода

Добавлено: 21 май 2011, 10:58
test_3
Пусть есть поверхность заданная уравнением
$$z=f(x,y)$$
Необходимо вычислить поток через эту поверхность по внешней нормали, другими словами найти поверхностный интеграл второго рода.
Известна такая формула для сведения поверхностного интеграла второго рода к поверхностному интегралу первого рода:
$$\iint_{S} \vec{F}\vec{n} dS$$
С другой стороны, вектор нормали имеет коодинаты
$$\vec{n}=\(\frac{-f'_x}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}};\frac{-f'_y}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}};\frac{1}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}\)$$
Таким образом
$$\iint_{S} \vec{F}\vec{n} dS=\iint_{S}{\(\frac{-f'_x}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}F_x-\frac{f'_y}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}F_y+\frac{1}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}F_z\)dS}=\\ \iint_{S_{xy}}{\(\frac{-f'_x}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}F_x-\frac{f'_y}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}F_y+\frac{1}{\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}}F_z\)*\sqrt{1+f'_x^2+f'_y^2}dxdy}=\\  \iint_{S_{xy}}\(-f'_xF_x-f'_yF_y+F_z\) dx dy$$
Получили формулу сведения поверхностного интеграла к двойному
Но я такой формулы нигде в учебниках не виде :search: Верна ли она?

З.Ы Скобки почему то рисоваццо не хотят, но я думаю что ход понятен

Поверхностный интеграл второго рода

Добавлено: 21 май 2011, 12:55
Ian
test_3 писал(а):Source of the post
Пусть есть поверхность заданная уравнением
$$z=f(x,y)$$
$$\displaystyle \Pi=\iint_{S_{xy}}(-f'_xF_x-f'_yF_y+F_z) dx dy$$
Получили формулу сведения поверхностного интеграла к двойному
Но я такой формулы нигде в учебниках не виде :search: Верна ли она?

(З.Ы Скобки почему то рисоваццо не хотят,-слэши убрать)
Формула верна, только вместо слов "внешняя нормаль", для незамкнутых поверхностей незаданных, говорите "верхняя нормаль", даже у функции < 0 она вверх от графика смотрит.Мне тоже жаль, что приходящие с конкретной задачей студенты ее не знают, можно было короче решать. Это еще в таком виде делают$$\\U(x,y,z)=z-f(x,y),S=(U=0)\\\vec{n}=\frac{\nabla U}{|\nabla U|}\\\iint_S(F,\vec{n})dS=\iint_S(F,\nabla U)\frac{dS}{|\nabla U|}=\\=\iint_{S_{xy}}(F,\nabla U)\left(\frac{\d U}{\d z}\right)^{-1}dxdy=\iint_{S_{xy}}(F,\nabla U)dxdy$$
последний переход только для такого U, как здесь