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运行时,点击按钮“相片”,或按钮“高斯”,可显示高斯简介,并自动返回.运行时,点击按钮“P16”,可显示三度的含义.高斯(1777–1855)德国数学家、天文学家和物理学家,是与阿基米德,牛顿并列的伟大数学家,他的数学成就遍及各个领域,在数论、代数、非欧几何、论等方面均有性的贡献,他还十分重视数学的应用,二乘法、曲面论和位势论等.他在学术上十分谨慎,恪守这样原则:微分几何、超几何级数、复变函数及椭圆函数在对天文学、大地测量学和磁学的研究中发明和发展了最小的“问题在思想上没有弄通之前决不动笔”.一系列开创一、高斯(Gauss)公式定理1.设空间闭区域?由分片光滑的闭曲面?所围成,?上有连续的一阶偏导数,函数P,Q,R在?的方向取外侧,则有(Gauss公式)Gauss公式的实质表达了空间闭区域上的三重积分与其边界曲面上的曲面积分之间的关系.由两类曲面积分之间的关系知高斯公式的另一种形式:其中?是由平面例1.计算坐标面所围成的四面体的表面外侧.与解:二、简单的应用解使用Guass公式时应注意:解空间曲面在面上的投影域为曲面?不是封闭曲面,为利用高斯公式根据对称性可知故所求积分为引例.设稳定流动的不可压缩流体的密度为1,速度场为理意义可知,设?为场中任一有向曲面,单位时间通过曲面?的流量为则由对坐标的曲面积分的物三、物理意义----通量与散度若?为方向向外的闭曲面,则单位时间通过?的流量为根据高斯公式③可解释为分布在内的源头在单位时间内所产生的流体的总质量。向外的任一闭曲面,记?所围域为?,在③式两边同除以?的设?是包含点M且方向为了揭示场内任意点M处的特性,体积V,并令?以任意方式缩小至点M,则有此式反应了流速场在点M的特点:其值为正,负或0,分别反映在该点有流体涌出,吸入,或没有任何变化.定义:设有向量场其中P,Q,R具有连续一阶偏导数,?是场内的一片有向则称曲面,其单位法向量n,为向量场A通过有向曲面?的通量(流量).在场中点M(x,y,z)处称为向量场A在点M的散度.记作即表明该点处有正源,表明该点处有负源,表明该点处无源,散度绝对值的大小反映了源的强度.说明:由引例可知,散度是通量对体积的变化率,且运行时,点击按钮“相片”,或按钮“高斯”,可显示高斯简介,并自动返回.运行时,点击按钮“P16”,可显示三度的含义.
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