Следовательно
Вычисление интеграла по поверхности.
1.
Аналогично
Пример 1.
Найти поток вектора
через часть поверхности параболоида в направлении внутренней нормали.-проектируется на с двух сторон и образует с осью Ох углы (острый и тупой )
Аналогично
Пример 2. Вычислить
, где -сфера , нормаль внешняя.Пример 3. Найти поток вектора
через часть сферы в направлении внешней нормалиПример 4.
Пример 5.
Теорема Остроградского-Гаусса.
Дивергенция.
1.
. Следовательно из области жидкости вытекает столько же сколько втекает.2.
жидкости или газа вытекает больше, внутри существует источник.3.
жидкости или газа втекает больше чем вытекает , внутри существует сток.Чтобы оценить мощность источников и стоков внутри
нам необходима теорема Остроградского-Гаусса.Если
-непрерывна вместе с частными производными в области то:
Поток изнутри
равен суммарной мощности источников и стоков в областиза единицу времени.
Величина потока вектора через замкнутую поверхность
:является глобальной характеристикой векторного поля в области и очень приблизительно позволяет судить о наличии источников и стоков в области .
· Поток представляет собой избыток жидкости протекающей в сторону положительной нормали
, а не абсолютное количество жидкости прошедшей через независимо от направления течения. В связи с этим удобно ввести локальную характеристику распределения стоков и источников. Такой характеристикой является дивергенция (плотность потока в точке):Дивергенция:
Определение:
- стягивается в точку.Определение: Дивергенцией векторного поля
в точке называется предел отношения потока векторного поля через поверхность к объему , ограниченному этой поверхностью, при условии что поверхность стягивается в точке .Дивергенция характеризует отнесенную к единице объема мощность потока векторного поля
исходящего из точки , т.е. мощность источника и стока находящегося в точке . - средняя объемная мощность потока . -существует источник в точке . - существует сток в точкеТеорема 2.
Доказательство:
ч.т.д.Пример 1.
. Найти поток вектора через всю поверхность тела , в направлении внешней нормали.Решение:
1.
2.
Литература
1. Ефимов А.В. Математический анализ (специальные разделы). – М. Высшая школа, 1980
2. Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Б.Х. Математический анализ, I,II ч. М. Издательство МГУ, 1987
3. Шилов Г.Е. Математический анализ функции нескольких вещественных переменных. ч. 1 – 2, М., Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1972.
4. Сборник задач по математике для втузов. Специальные разделы математического анализа I,II ч. М. Наука 1981.