谁能给出高斯定理的证明 严格

谁能给出高斯定理的证明 严格,第1张

设有一个球面,设其半径为R, 球心为坐标原点。下面会把电势随空间的分布用球坐标表示:V(r,theta,phi)球心的电势即V(r=0),球面上的电势为V(r=R,theta,phi)。

因为这个球面中不包含电荷,所以穿过这个球面的电通量为零(高斯定理),并根据电场是电势的导数,而电场在球面法向上的分量是电势V对r的偏导(\p V)/(\p r)这里的\p代表偏导符号。于是得到积分:\int (\p V)/(\p r) dA=0这个式子里的\int代表对球面积分,dA是球面的面积微元,即dA=R^2 sin(theta) d_theta d_phi。继续将方程两面除以R^2,得到\int (\p V)/(\p r) d_Omega=0这里d_Omega是立体角微元d_Omega=sin(theta) d_theta d_phi。

注意上面这个方程不仅仅在半径为R的球面上成立,而是对于所有r<R的球面都成立。理由仍是高斯定理。于是可以把这个方程的左边从r=0积分到r=R然后调换积分顺序,先对r积分:\int (\p V)/(\p r) dr=V(R,theta,phi)-V(0),再继续对立体角积分:\int [V(R,theta,phi)-V(0)] d_Omega=\int V((R,theta,phi) d_Omega - 4 \pi V(0),这里用到V(0)与theta和phi无关,而单独的立体角积分出来是4 \pi 方程的右边当然还是零,于是就有V(0)={\int V((R,theta,phi) d_Omega }/(4 \pi),这个等式的右边就是电势在半径为R的球面上的平均值。

1、可以使用历史记录还原操作,操作方法是首先打开PS软件,载入示例。

2、然后按下Crtl+J复制图层,在图层区域可以看到复制的图层。

3、然后打开窗口菜单,选择点击历史记录打开。

4、打开之后点击滤镜,选择模糊,点击高斯模糊滤镜。

5、设定一个数值点击确定。

6、然后再次点击滤镜菜单,选择高斯模糊,重复多次点击高斯模糊滤镜。

7、此时可以在历史记录中看到之前操作的高斯模糊的操作,点击历史记录中第一次执行高斯模糊前的操作。

8、最后点击之后,即可恢复到复制图层的页面了,人物不在模糊,高斯模糊的效果此时会变成灰色,即说明恢复成功。

高斯吸力是指电磁吸盘的吸力,它是根据电磁原理工作的。一般来说,电磁吸盘可以吸住各种金属,包括但不限于铁、钢、铝等常见金属。然而,具体的吸力取决于吸盘的设计和电磁力的强度,因此吸力的大小可能会有所不同。对于特殊金属或特定形状的金属,可能需要根据实际情况进行测试和调整吸力的参数。

理论上,斯托克斯公式和高斯公式可以使用,用完斯托克斯公式是把曲线积分转换为曲线边界的有向曲面积分,这时候再用高斯公式需要添加一个面使其封闭。

但是我猜题主的意思是在做题过程中为什么不能连在一起用,这个问题其实很简单, 我画了一个示意图,L(逆时针)为题目欲求的曲线积分,我们用斯托克斯公式将其转化为曲面S(方向向上,就是一个盖子),这时候要使用高斯公式就需要添加一个面使其封闭,我们不妨添加阴影面D(方向向下),这时候S与D围成的封闭曲面用高斯公式求出来的值一定为零(S和D方向相反,相互抵消了,D也可以看做我们对L另外用的一次斯托克斯公式,只不过差个负号),所以对于做题来说,再用高斯公式没有意义了。

可以用下面的公式:

∬∑f(x,y,z)dydz,其中∑为曲面S的投影区域,f(x,y,z)为S上的某个函数。

首先,需要先找到曲面S的投影区域。根据题目所给的抛物面方程,可知该曲面在xz平面上的投影是圆形,中心在原点,半径为根号下2。

接下来,需要计算∬S(x2+x)dydz和∬Szdxdy。

对于第一个积分式,将x2+x看作整体来处理,得到

∬S(x2+x)dydz = ∫∫D (x2+x)dydz,

其中D为在xz平面上的圆形区域。由于抛物面的方程是z=12(x2+y2),所以有y2 = z - 12x2。因此,

∬S(x2+x)dydz = ∫∫D (x2+x)dydz

= ∫∫D (x2+x)√(1+(∂z/∂y)2+(∂z/∂x)2)dydx

= 2∫0∫√(2-x2)(x2+x)dxdy

= 2∫0π/2∫0√(2-sin2θ)(sin2θ+sinθcosθ)dθdr

= 8/3

对于第二个积分式,由于抛物面处于平面z=0和z=2之间,因此,该积分式可以写成

∬Szdxdy = ∫∫D zdydx,

其中D为在xz平面上的圆形区域。同样地,由于抛物面的方程是z=12(x2+y2),因此有

∬Szdxdy = ∫∫D (1/2)(x2+y2)dydx

= 1/2∫0π/2∫0√(2-sin2θ)r2sinθdrdθ

= 2/3

最终,所求的第二型曲面积分为

∬S(x2+x)dydz - zdxdy = (8/3) - (2/3) = 2

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