在上一个视频中,我们开始学习斯托克斯定理,
在这个视频中,
我想来看看,它与我们
已经学习过的是不是一致。
为了这个目的,我们想象--我先画出数轴,
这是我的 z 轴,
这是我的 x 轴,
这是我的 y 轴,
我们想象在 xy 平面有一个区域,
我把它画出来,
我们说,这是我在 xy平面的区域,
我叫它 区域 R,
我还有这个区域的边界,
我们关心
我们沿边界移动的方向,
我们是
沿边界逆时针移动,
这样,我们就有一个环绕这个区域的路径,
我们可以叫它 c ,
我们叫它 c ,我们
要在它上面逆时针移动,
我们还有一个矢量场,
实质上,它的 i 分量只是
x 和 y的函数,
它的 j 分量
只是 x 和 y 的函数,
我们说,它没有 k 分量,
这样,这个区域上的 矢量场,
它就会是像这样的。
我只是随机地画一些矢量,
如果我离开这个区域,
如果你沿 z 方向走,
这只是越走越高,
而那个矢量
在你的 z 分量变化时,不会变化。
所有的矢量实际上
都平行于--当 z 等于 0 时--
都在 xy 平面上,
这样,我们来思考一下,
根据斯托克斯定理
在这个路径上的线积分值是什么?
我画得更好一点,
f 点 dr 在路径 c 上的线积分,
f 点 小写 dr,这里很明显 dr
沿着这个路径。
我们使用斯托克斯定理,
这个量应该是
等于这个量,
它应该等于这个表面的双重积分,
这个区域其实只是一个
位于 xy 平面上的一个表面。
它就应该是双重积分--
我来写成相同的 --
它会是这个区域
也就是我们的这个表面
F的旋度 点乘 n 的双重积分,
所以,我们就需要考虑 F 的旋度点乘 n 是什么,
ds 就是
我们这个区域上的一个小面积,
这里一个小面积,
我不用 ds 我把它写成 da,
我们来看,
F 的旋度点乘 n 是什么,
F 的旋度--我总是这样来记忆,
我们要求出它的行列式,
i,j, k,
对 x 的偏导,对 y 的偏导,
对 z 的偏导,
这正式旋度的定义,
我们要得到这个矢量场
导致其旋转的量有多大,
然后,我来求 i 分量,
它就是我们的函数 P,它只是 x 和 y 的函数,
j 分量,它是函数 Q,
这里没有 z 分量,所以它是 0,
这样,它就等于
如果我们来看 i 分量,
它就是 0 对 y 的偏导,
它就是 0 ,减去
Q 对 z 的偏导,
Q 对 z 的偏导是什么?
Q 根本不是 z 的函数,
它也是 0,
这不难理解,
我们的 i 分量,
它是 0 对 y 的偏导,
它就是 0, 减去
Q 对 z 的偏导,
Q 对 z 的偏导,
也是 0 ,
所以 i 分量等于 0,
然后,我们要减去 j 分量,
j 分量, 0 对 x 的偏导是 0,
从它,减去 P
对 z 的偏导,
又是这样, P 根本不是 z 的函数,
它又等于 0 ,
然后,你要加上 k 乘以
Q 对 x 的偏导,
记住, 它只是偏导算子,
所以, Q 对 x 的偏导,
然后,从它减去
P 对 y 的偏导,
这样, F 的旋度就简化成这样了。
现在 n 是什么?