此处为曲线积分------>【问题思考总结】第一型曲线积分和第二型曲线积分的区别与联系【从几何知识的角度思考】
一二型曲面积分有什么区别?(了解)
一型曲面积分: 由dS进行表示。可以想像,dS是一个面积微元,被积函数可以想象成密度,那么这个第一型曲面积分就有物理意义即物质曲面的质量。
-------------------注意:加粗的dxdy,dydz,dzdx代表是有方向的,分正负的。--------------
二型曲线积分:由dxdy,dydz,dzdx进行表示。设F(x,y,z)=P(x,y,z)i+Q(x,y,z)j+R(x,y,z)k(注:(i,j,k)为方向向量,亦可表示为(dxdy,dydz,dzdx))(此处ijk替换为类推,正确性存疑,恳请博友指正)。
其中,P(x,y,z)为xoy面的通量,Q(x,y,z)为yoz面的通量,R(x,y,z)为xoz面的通量,对F(x,y,z)积分可以得到通过某曲面总通量。
两类曲面积分是如何进行转化的?(掌握)
一二型曲面积分的转化如下:
(注:cosα为曲面法向量与x轴的夹角的方向余弦,cosβ为曲面法向量与y轴的夹角的方向余弦,cosγ为曲面法向量与z轴的夹角的方向余弦)
原因可以简单的从以下的角度来理解:
即微分变量之间的投影关系。
其中,有两个我们不那么熟悉的变量需要注意:1. dS 2. cos(Q:为什么dS不带方向呢?A:因为方向隐含在cos中)
首先是dS,其转化如下:
这既可以用几何的角度来想像(通过三维面积勾股定理),也可以用代数的方法来计算(将图二公式两侧均进行平方并相加)。
然后是cos,其转化如下:
这既可以用几何的角度来想像(通过几何的邻比斜进行想象(我比较喜欢用cosγ进行想象)),也可以用代数的方法来计算(将图二公式两侧除以dS)。