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Stokes公式

发布者: castelu | 发布时间: 2017-11-8 23:05| 查看数: 2036| 评论数: 0|帖子模式

  Stokes公式是建立沿空间双侧曲面$S$的积分与沿$S$的边界曲线$L$的积分之间的联系。
  在讲下述定理之前,先对双侧曲面$S$的侧与其边界曲线$L$的方向作如下规定:设有人站在$S$上指定的一侧,若沿$L$行走,指定的侧总在人的左方,则人前进的方向为边界线$L$的正向;若沿$L$行走,指定的侧总在人的右方,则人前进的方向为边界线$L$的负向,这个规定方法也称为右手法则。

定理 设光滑曲面$S$的边界$L$是按段光滑的连续曲线。若函数$P$、$Q$、$R$在$S$(连同$L$)上连续,且有一阶连续偏导数,则

$$\iint\limits_S (\frac{\partial R}{\partial y}-\frac{\partial Q}{\partial z})dydz+(\frac{\partial P}{\partial z}-\frac{\partial R}{\partial x})dzdz+(\frac{\partial Q}{\partial x}-\frac{\partial P}{\partial y})dxdy$$
$$=\oint_L Pdx+Qdy+Rdz,$$
  其中$S$的侧为$L$的方向按右手法则确定。
  如果曲面$S$不能以$z=z(x,y)$的形式给出,则可用一些光滑曲线把$S$分割为若干小块,使每一小块能用这种形式来表示。因而此时上式也能成立。
  公式称为Stokes公式。

  为了便于记忆,Stokes公式也常写成如下形式:
$$\iint\limits_S\left| {\begin{array}{*{20}{c}} dydz&dzdx&dxdy\\ \frac{\partial}{\partial x}&\frac{\partial}{\partial y}&\frac{\partial}{\partial z}\\ P&Q&R \end{array}} \right|=\oint_L Pdx+Qdy+Rdz。$$


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