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推导球坐标圆柱坐标系下的散度定理 矢量分析证明

2021-04-25知识2

试推导极坐标系中的柯西—黎曼方程 我需要推导过程! 柯西-黎曼方程是函数的复可微性(或称全纯性)的充要条件(Ahlfors 1953,§1.2)。精确的讲,设f(z)=u(z)+iv(z)为复数z∈C的函数,则f在点z0的复导数定义为如果该极限存在。若该极限存在,则可以取h→0沿着实轴或者虚轴的极限;它在两种情况下应该给出同样的结果。从实轴逼近,得到而从虚轴逼近有f沿着两个轴的导数相同也即这就是在点z0的柯西-黎曼方程(2)。反过来,如果f:C→C作为映射到R2上的函数可微,则f复可微当且仅当柯西-黎曼方程成立。物理解释 柯西-黎曼方程的一个解释(Pólya&Szeg?1978)和复变理论无关。设u和v在R2的开子集上满足柯西-黎曼方程,考虑向量场将其视为(实)两个分量的向量。则第二个柯西-黎曼方程(1b)断言无旋:第一个柯西-黎曼方程(1a)断言该向量场无源(或者是零散度):分别根据格林定理和散度定理,这样的场是保守的,而且没有源,在整个开域上净流量为零。(这两点在柯西积分定理中作为实部和虚部结合起来。在流体力学中,这样的一个场是一个势流(Chanson 2000)。在静磁学中,这样的向量场是在不含电流的平面区域中的静磁场的模型。在静电学中,它们提供了不包含电荷的平面区域的电场模型。

向量运算证明(点乘和叉乘) 大学解析几何里有这样一个定理:轮换混合积的三个因子,比不改变它的值,对调任何两个因子要改变乘积符号,即(abc)=(bca)=(cab)=-(bac)=-(cab)=-(acb),(abc)包括有点乘和叉乘由这个定理出发就可以得到推论:(a×b)·c=a·(b×c)即(axb)·c=(abc)=(bca)=(bxc)·a=a·(bxc)定理的证明主要用到混合积的几何意义,平行六面体的体积,(利用长方体来证明就可以了)

为什么 空间二阶导(拉普拉斯算子)这么重要? 《数理方程》课上讲的三类基本方程,方程的一边都是拉普拉斯算符,另一边分别是时间二阶导、一阶导和0,…

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