8.Формула Грина
Эта формула обобщает формулу Ньютона-Лейбница.
Теорема 1. Пусть G - криволинейная трапеция:
, где
- непрерывные на
функции, L - граница области G и направление обхода L выбрано так, что область G остается слева.
Пусть
. Тогда
.
Знак
означает, что контур интегрирования L - замкнутый.
Доказательство. Вычислим
.
При каждом фиксированном
величина
определяется, как производная по y функции от одной переменной y, P(x,y). Поэтому при каждом x применима формула Ньютона-Лейбница, согласно которой
. Поэтому
.
Разобъем кривую L на 4 участка.
.
.
Поэтому
.
Теорема 2. Пусть G - криволинейная трапеция
, где
- непрерывные на
функции, L - граница G, а направление обхода L выбрано так, что G остается слева.
Пусть
.
Тогда
.
Доказательство.
. Теорема доказана.
Следствие 1. Если область G можно представить как в виде трапеции
, где
- непрерывно дифференцируемые на
функции, так и в виде
, где
- непрерывно дифференцируемые на
функции, L - граница G, причем при ее обходе область G остается слева, то
.
Примечание. Области, удовлетворяющие условиям следствия 1 - явление обычное. Например, круг
, ограниченный окружностью
, можно задать так:
, а можно и так:
.
Следствие 2. Если область G можно разбить кривыми на конечное число областей, удовлетворяющих условиям следствия 1 и L - граница G, причем направление обхода выбрано так, что область G остается слева, и P и Q удовлетворяют перечисленным выше условиям, то
.
Доказательство. Ограничимся случаем, когда область G разбивается на 2 части
, удовлетворяющие условиям следствия 1, кривой
. Пусть
ограничивает
, а
ограничивает
. Тогда
, поскольку
- это часть L и кривая
, а
- остаток L и кривая
, но проходимая в противоположном направлении (поэтому интегралы по этим добавленным участкам сократятся).
Замечание. Можно доказать формулу Грина для областей, ограниченных замкнутыми кусочно-гладкими кривыми.
|
Аналитическая геометрия плоскости и поверхности
Курс лекций Векторная алгебра. Электронные
учебники - MATLAB Компьютерная математика Maple
Лекции первого семестра первого курса Дифференциальное
исчисление функции
Дифференциальные уравнения первого порядка Теория
вероятностей. Основные понятия
Математический анализ Двойной интеграл Геометрический
смысл производной
Числовые ряды Степенные ряды Аналитическая
геометрия Функции графики задачи
Курс лекций Примеры задачи Интегрирование
и дифференцирование матрицы
;
|