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雙側曲面

鎖定
假定一個法向量在某個空間中的光滑曲面上的一條閉曲線移動,並保持它是曲面的法向量,如果不管如何選擇閉曲線,當回到出發點時法向量的指向與它原來的指向總是一致的,則稱該曲面是雙側的。
中文名
雙側曲面
外文名
bilateral surface
應用學科
數學術語
範    疇
數理科學
同    類
單側曲面
涉    及
曲面積分

目錄

雙側曲面概念

光滑曲面
上任取一點
,過點
法線有兩個方向,如果選定法線的某個方向為指定的方向,當點在曲面上連續移動時,法線也連續變動、當動點從
出發沿着曲面上任意一條不越過曲面邊界的封閉曲線又回到原位置
時,法線的指向保持不變,稱這種曲面為雙側曲面。 [1] 

雙側曲面基本原理

雙側曲面性質

(1)由於第二類曲面積分是在雙側曲面指定的一側進行的,如果考慮不同的側面,此時
的方向相反,因而面積的投影相差一負號,若記曲面
的某一側為
,相反一側為
,則
因此,當改變曲面的側,積分改變符號,這與第一類曲面積分是一個顯著差別。
對於曲面的側,若曲面非封閉,可分為上側與下側,前側與後側,左側與右側;若曲面封閉,則可分為外側與內側。
(2)若曲面
分為兩塊曲面
,即
沒有公共內點,但不改變曲面的側,則

雙側曲面計算法

第二類曲面積分可化為二重積分來計算,但須注意到被積函數
中的變量
應滿足曲面方程,
是面積元素
分別在各座標面上的投影,計算公式為
其中,當法線矢量
的方向角
為鋭角時,相應積分號下取“
”號;為鋭角時取“
”號,特別,若為
時,則相應積分值為零。而
是曲面
的方程
的三種表示,它們分別在
上都是單值連續函數。 [2] 
參考資料
  • 1.    陳森林.簡明數學詞典:湖北人民出版社,1984-01-01
  • 2.    吳迪光,張彬編著.微積分學 下:人民郵電出版社,1995.10