在格林公式的证明中,当网格尺寸趋于零时,阶梯状边界和求和表达式会发生什么?
当网格尺寸趋于零时,阶梯状外部边界一致收敛到原始的光滑曲线 L,求和表达式成为函数 的精确黎曼和,从而转化为区域 D 上的二重积分。
适用条件
- 网格变得无限密集()。
- P 和 Q 具有连续的一阶偏导数。
- 边界 L 是分片光滑的。
理解与推导
- 让网格尺寸趋于零。
- 观察到阶梯状外部边界收敛到光滑曲线 L。
- 认识到 的求和变成了黎曼和。
- 将黎曼和转换为 D 上的二重积分。
- 推导格林公式:沿 L 的线积分等于 D 上旋度的二重积分。
例子
脚本指出:“当网格变得无限密集——意味着 Δx 和 Δy 趋于零——左侧的阶梯状外部边界一致收敛到原始的光滑曲线 L……同时,右侧的求和表达式成为精确的黎曼和……自然地转化为二重积分。”
容易误解的地方
- 认为在极限情况下,阶梯状边界仍然与光滑曲线 L 不同。
- 认为求和仍然是离散的和,而不是变成积分。
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