物理意義
![第二型曲面積分](/img/4/a94/wZwpmL4YzM4EDOwYDM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2AzLygzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
第二型曲面積分的物理背景是流量的計算問題。設某流體的流速為 v=((P(x,y,z),Q(x,y,z),R(x,y,z))從某雙側曲面S的一側流向另一側,求單位時間內流經該曲面的流量。由於是有向曲面,設它的單位法向量為 n=(coα,cosβ,cosγ),取曲面面積微元dS,則所求的單位時間內流量微元就是dE=( v· n)dS,若記有向曲面向量微元為d S= ndS,則dE= v·d S,那么,所求的通過整個曲面S的流量為,若記
![第二型曲面積分](/img/f/000/wZwpmL0QzM3kTN4YDM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2AzL3IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
則流量用分量表示為
![第二型曲面積分](/img/9/ee5/wZwpmL4gjN2QDMwkDM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5AzLzgzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
或者
![第二型曲面積分](/img/0/946/wZwpmL4EzM2gzN5UDM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1AzLyUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
這種類型的積分稱為 第二型曲面積分 。P(x,y,z)稱為被積函式,S稱為積分曲面。
第二型曲面積分的計算
轉化為二重積分,必須注意兩個問題:
(1)將曲面S向相應的坐標平面投影,求得二重積分的積分區域。
(2)根據曲面的側(即法向量的方向)確定二重積分的符號。
![第二型曲面積分](/img/b/9c3/wZwpmLwcDNwczM3cjM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3IzL1UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
根據積分表達式,確定投影平面,如要計算P(x,y,z)dydz,必須將S向yz平面投影,求
![第二型曲面積分](/img/b/9c3/wZwpmLwcDNwczM3cjM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3IzL1UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![第二型曲面積分](/img/a/0b2/wZwpmL4ITMygjN1IzM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyMzL1czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
得二重積分的積分區域D,此時P(x,y,z)dydz=±P(x(y,z),y,z)dydz,其中曲面S:x=x(y,x),(y,z)∈D,二重積分的符號取決於法向量與x正向的夾角,為銳角時取正號,鈍角時取負號,簡記為前正、後負 。
同理
![第二型曲面積分](/img/b/9c3/wZwpmLwcDNwczM3cjM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3IzL1UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![第二型曲面積分](/img/6/c34/wZwpmLxADM4IzN5YjM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2IzLyczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
Q(x,y,z)dzdx=±Q(x,y(z,x),z)dzdx,(符號:右正,左負)
![第二型曲面積分](/img/b/9c3/wZwpmLwcDNwczM3cjM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3IzL1UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![第二型曲面積分](/img/f/97d/wZwpmLwATN5AzM1gTM3QTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4EzLzUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
R(x,y,z)dxdy=±P(x,y,z(x,y))dxdy,(符號:上正,下負)