Вещественные и комплексные числа Последовательности Предел функции Непрерывные функции Дифференциальное исчисление Формула Тейлора Элементы теории кривых Исследования характера поведения функций

 

Дифференциальные операторы

Дифференциальные операторы 2-го порядка

rot grad u = [* , *u]= 0

div rot V = (*,[*,V]) = 0

Du = div grad u = (*,*u) = . Оператор Лапласа.

Функция u называется гармонической в некоторой области, если Du =0 в этой области. Вычисление длин дуг кривых, заданных параметрически Вычислить длину астроиды

grad div V

rot rot V

Пример 5. (4447) Найти поток вектора гравитационного поля тяготения точечной массы, расположенной в начале координат V=mr через замкнутую поверхность Ф , не проходящую через начало координат в направлении внешней нормали.

В примере 4 было показано, что div V = 0 , поэтому вычисляемый поток будет равен нулю в случае, когда поверхность Ф не охватывает начало координат. В случае, когда гравитационная масса находится внутри области D, ограниченной поверхностью Ф рассмотрим сферу S с центром в начале координат целиком лежащую в области D и ориентированной внутренней нормалью. Тогда поток V через границу области с границей Ф + S ( область D с шаровой полостью ) будет равен нулю. Следовательно, искомый поток будет равен =--=m = m=m=4p m .

Пример 6. (4449) Доказать, что =dxdydz .

=(grad u , n) , откуда из равенства Du = div grad u и формулы Остроградского Гаусса следует требуемое равенство. Графический метод Решение алгебраических и трансцендентных уравнений

Пример 7. Количества тепла, протекающее в поле температуры u за единицу времени через поверхность Ф в направлении ее нормали ( поток градиента температуры ) равен Q=, k – коэффициент внутренней теплопроводности (предполагается константой). По формуле Остроградского Гаусса =-k. Эта величина имеет смысл количества тепла, накопленного телом за единицу времени.

 

  Поверхности второго порядка Классификация поверхностей. Наряду с плоскостью, особое место среди поверхностей занимают поверхности второго порядка. Если F(x,y,z)- многочлен л-ой степени относительно х, у и z , где и - натуральное число (п > 1), то поверхность, заданная уравнением F(jc,_j/,z) = 0 , называется поверхностью 2 порядка. Пример. Плоскость Ах + By + Cz + D = О - поверхность первого порядка. Пример. Общее уравнение поверхности второго порядка имеет следующий вид Ах2 + By2 + Cz7 + 2Dxy + 2Exz + 2Fyz + Gx + Hy + Kz + L=0. Здесь ко­эффициенты уравнения А, В, С, D, E и F одновременно не равны нулю. Замечание. Поверхность - более общее понятие, чем график функции двух переменных z = f(x,y), заданной явно. Часто поверхность представляет собой совокупность графиков функций двух переменных, заданных неявно. Уравнение сферы. Напомним, что сфера есть множество точек пространства, равноудаленных от некоторой точки (от центра сферы).

Лекции, конспекты, курсовые, примеры решения задач