If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

გრინის თეორემა

გრინის თეორემა ერთმანეთთან აკავშირებს როტორის ორმაგ ინტეგრალსა და გარკვეულ ხაზობრივ ინტეგრალს. ეს მართლაც ძალიან ლამაზია.

სხვა წყაროები

მომდევნო სტატიაში შეგიძლიათ, იპოვოთ იმის მაგალითები, თუ როგორ გამოიყენება გრინის თეორემა ამოცანების ამოსახსნელად. აქ მე გაჩვენებთ მის ჭეშმარიტობაზე მსჯელობისთვის ძალიან კარგ გზას. განსხვავებული პერსპექტივა შეგიძლიათ, ნახოთ სალის ვიდეოში ამ თემის შესახებ.

ერთი გაკვეთილის სწავლით ოთხმაგად ჯილდოვდებით

გრინის თეორემა მრავალცვლადიანი კალკულუსის ოთხი კულმინაციური თეორემიდან ერთ-ერთია:
  • გრინის თეორემა
  • 2D გაუს–ოსტროგრადსკის თეორემა
  • სტოქსის თეორემა
  • 3D გაუს–ოსტროგრადსკის თეორემა
აი, კარგი ამბავი: ოთხივე მათგანს ძალიან მსგავსი ინტუიცია აქვს. ასე რომ, თუ ისეთ დონეზე მიხვალთ, რომ გრინის თეორემას სრულყოფილად დაეუფლებით, დანარჩენი სამის გაგებისთვის უმეტესი ნაწილი უკვე გავლილი გაქვთ!

რის აგებას ვცდილობთ

  • პირობა:
    • start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99 არის ორგანზომილებიანი ვექტორული ველი.
      • start color #bc2612, R, end color #bc2612 არის რაიმე რეგიონი x, y სიბრტყეში.
      • start color #bc2612, C, end color #bc2612 არის ამ რეგიონის ზღვარი, რომელიც საათის ისრის საწინააღმდეგოდაა მიმართული.
  • გრინის თეორემა ამბობს, რომ start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ის წირითი ინტეგრალი start color #bc2612, R, end color #bc2612 ზღვრის ირგვლივ იგივეა, რაც start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ის როტორის ორჯერადი ინტეგრალი start color #bc2612, R, end color #bc2612-ში:
    \iint, start subscript, start color #bc2612, R, end color #bc2612, end subscript, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start bold text, F, end bold text, d, A, equals, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text
  • მარცხენა მხარეზე შეგიძლიათ, იფიქროთ, როგორც - თითოეულ წერტილზე მობრუნების თითოეულ ნაბიჯზე start color #bc2612, R, end color #bc2612 რეგიონში და მარჯვენა მხარეზე, როგორც - სითხის ჯამურ ბრუნვაზე start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის start color #bc2612, C, end color #bc2612 ზღვრის ირგვლივ.
  • ხშირად start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99 კომპონენტებით იწერება შემდეგნაირად:
    start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, left parenthesis, x, comma, y, right parenthesis, equals, P, left parenthesis, x, comma, y, right parenthesis, start bold text, i, end bold text, with, hat, on top, plus, Q, left parenthesis, x, comma, y, right parenthesis, start bold text, j, end bold text, with, hat, on top
    P-სა და Q-ს გამოყენებით, აი, როგორ გამოიყურება გრინის თეორემა:
    \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, P, d, x, plus, Q, d, y, equals, \iint, start subscript, start color #bc2612, R, end color #bc2612, end subscript, left parenthesis, start fraction, \partial, Q, divided by, \partial, x, end fraction, minus, start fraction, \partial, P, divided by, \partial, y, end fraction, right parenthesis, d, A

სითხის ბრუნვა ზღვრის ირგვლივ

სურათი, რომელიც გონებაში უნდა გქონდეთ კითხვასას, არის ლაქა ვექტორულ ველში.
  • start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, left parenthesis, x, comma, y, right parenthesis არის ვექტორული ველის ფუნქცია. თუ ვექტორულ ველებთან დაკავშირებულ სხვა სტატიებსაც კითხულობთ, ალბათ, უკვე ეჩვევით იმას, რომ start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ს წარმოიდგენთ, როგორც - სითხის დინებას.
  • start color #bc2612, R, end color #bc2612 არის რაიმე რეგიონი x, y სიბრტყეში. ვარჯიშისას და ამოცანებში ეს იქნება კარგად აღწერილი ფორმა, როგორიცაა - წრე ან ზღვარი ორ გრაფიკს შორის, მაგრამ აბსტრაქტულად ფიქრისას მირჩევნია, ლაქა დავხატო.
  • start color #bc2612, C, end color #bc2612 არის start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მიმართული ზღვარი. გახსოვდეთ ეს მიმართულება, რადგან ამოცანების ამოხსნისას ამას მნიშვნელობა აქვს. საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მიმართული. იმახსოვრებთ? საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მიმართული.
კონცეფციის შემოწმება: როგორ შეგიძლიათ შემდეგი წირითი ინტეგრალის ინტერპრეტირება სითხის დინებით?
\oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text
(გახსოვდეთ, ვექტორული ველის წირით ინტეგრალში d, start bold text, r, end bold text წევრი წარმოადგენს უმცირეს ნაბიჯს მრუდზე, როგორც - ვექტორს, რომელიც ამ შემთხვევაში ყოველთვის საათის ისრის საწინააღმდეგოდ იქნება მიმართული.)
აირჩიეთ 1 პასუხი:

აქ არის \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text წირით ინტეგრალზე ფიქრის ერთი გზა: სურათი, რომელშიც ნავი start color #bc2612, C, end color #bc2612 ხაზს უვლის საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით.
თქვენი მოგზაურობის თითოეულ წერტილზე d, start bold text, r, end bold text ვექტორი იძლევა გადაადგილების მიმართულებას. start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text სკალარული ნამრავლი დადებითი იქნება იმ წერტილებზე, სადაც სითხის დინება თქვენი მოძრაობის თანხვედრია და უარყოფითი - წერტილებზე, სადაც საპირისპიროა.
მთლიანობაში, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text წირითი ინტეგრალი აჯამებს ყველა სკალარულ ნამრავლს, რომ გითხრათ, დინება ხელს გიწყობდათ თუ გიშლიდათ.
ასე რომ, წირით ინტეგრალი დადებითია, როცა სითხის დინებას ზოგადი საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულების ტენდენცია აქვს start color #bc2612, C, end color #bc2612 ზღვრის ირგვლივ (იმას ნიშნავს, რომ იგი გეხმარებოდათ) და ეს უარყოფითი იქნება, თუ მას ექნება საათის ისრის მიმართულების ტენდენცია (ზოგადად ხელს გიშლით).

შიდა ზღვრის შემოტანა

გრინის თეორემა იღებს start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის რეგიონის ირგვლივ სითხის ბრუნვის იდეას და უკავშირებს იმას, რაც ხდება start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის შიგნით. კონცეპტუალურად, ეს მოიცავს start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის დაშლას ბევრ პატარა ნაწილად. ფორმულებში საბოლოო შედეგი აიღებს start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, ს, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99 ორჯერად ინტეგრალს.

დაჭერით რეგიონი

წარმოიდგინეთ start color #bc2612, R, end color #bc2612 რეგიონის გაჭრა შუაში ხაზით, რაც მოგცემთ ორ ქვერეგიონს, start color #bc2612, R, start subscript, 1, end subscript, end color #bc2612-სა და start color #bc2612, R, start subscript, 2, end subscript, end color #bc2612-ს:
ამ რეგიონების ზღვრებს დაარქვით start color #0d923f, C, start subscript, 1, end subscript, end color #0d923f და start color #a75a05, C, start subscript, 2, end subscript, end color #a75a05. რა მოხდება, თუ ავიღებთ წირით ინტეგრალს start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99 ამ ორი ზღვრის ირგვლივ და შევკრებთ?
\oint, start subscript, start color #0d923f, C, start subscript, 1, end subscript, end color #0d923f, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, plus, \oint, start subscript, start color #a75a05, C, start subscript, 2, end subscript, end color #a75a05, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text
შენიშნეთ, რომ რომ ეს წირითი ინტეგრალები გაბათილდებიან ჭრის ვერტიკალურ ხაზზე, რომელიც თქვენ გააკეთეთ. კონკრეტულად, start color #0d923f, C, start subscript, 1, end subscript, end color #0d923f-ის ირგვლივ ინტეგრალი „ზევით“ მიჰყვება ამ ხაზს, როცა ინტეგრალი start color #a75a05, C, start subscript, 2, end subscript, end color #a75a05-ის ირგვლივ ინტეგრირდება „ქვევით“ ამ ხაზის გასწვრივ (გახსოვდეთ, როცა წირით ინტეგრალს ასრულებთ ვექტორულ ველში, მიმართულების ცვლილება მრუდზე თქვენს შედეგს ამრავლებს minus, 1-ზე).
ეს იმას ნიშნავს, რომ ჩვენი ორი ინტეგრალის ჯამი იგივეა, რაც - start color #bc2612, C, end color #bc2612-ის სრული ზღვრის ირგვლივ შემოვლა.
\oint, start subscript, start color #0d923f, C, start subscript, 1, end subscript, end color #0d923f, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, plus, \oint, start subscript, start color #a75a05, C, start subscript, 2, end subscript, end color #a75a05, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, equals, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text

ისევ გაჭერით

ეს კიდევ ერთხელ შეგიძლიათ, გააკეთოთ, ამჯერად შეიძლება ჰორიზონტალური კვეთით:
თუ გააინტეგრალებთ მიღებული ოთხი ქვერეგიონის ზღვრების ირგვლივ, ინტეგრალები გაბათილდება იმ ჭრის ირგვლივ, რომელიც start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის ინტერიერში გააკეთეთ:
ამ ფორმულაში ეს ნიშნავს, რომ ოთხივე ქვერეგიონის ირგვლივ წირითი ინტეგრალების ჯამი საბოლოოდ უტოლდება სრული რეგიონის ირგვლივ ხაზის ინტეგრალს:
\oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, 1, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, plus, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, 2, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, plus, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, 3, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, plus, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, 4, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, equals, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text
ხაზი უნდა გავუსვათ იმას, რომ ეს მხოლოდ მაშინ გამოდის, თუ დავრწმუნდებით, რომ ყველა ზღვარი, start color #bc2612, C, start subscript, 1, end subscript, end color #bc2612, comma, dots, comma, start color #bc2612, C, start subscript, 4, end subscript, end color #bc2612 ერთნაირადაა მიმართული. სხვა შემთხვევაში, მათ შეიძლება, არ გააბათილონ ერთმანეთი ჭრების გასწვრივ. გავრცელებული აზრია საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულების დადებითად განხილვა, ასე რომ, ყველაფერი ჩათვალეთ საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მიმართულად.

იგი ძალიან ბევრჯერ გაჭერით

შეიძლება, მიხვდეთ, რისკენ მივდივარ. წარმოიდგინეთ start color #bc2612, R, end color #bc2612 რეგიონის დაჭრა ბევრ პატარა start color #bc2612, R, start subscript, 1, end subscript, end color #bc2612, comma, dots, comma, start color #bc2612, R, start subscript, n, end subscript, end color #bc2612 ნაწილად. ყველა ზღვარი, start color #bc2612, C, start subscript, 1, end subscript, end color #bc2612, comma, dots, comma, start color #bc2612, C, start subscript, n, end subscript, end color #bc2612 მიმართეთ საათის საწინააღმდეგო მიმართულებით და start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99 ფუნქცია გააინტეგრალეთ თითოეულზე.
ინტეგრალები გაბათილდება თავად start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის შიგნით ყველა ჭრის გასწვრივ. ამის მიზეზი ისაა, რომ ნებისმიერი ჭრისთვის ერთ-ერთი ინტეგრალი იქნება ერთი მიმართულების გასწვრივ, ხოლო მეორე მასზე წავა მეორე მიმართულებაში. საბოლოოდ, ერთადერთი ნაწილი, სადაც ეს ინტეგრალები არ ბათილდებიან, არის start color #bc2612, C, end color #bc2612-ის ზღვრის ნაწილები.
ეს ნიშნავს, რომ წირითი ინტეგრალების დაჯამება პატარა ნაწილების პატარა ზღვრების გასწვრივ, იგივე შედეგს მოგვცემს, რასაც - მთელი რეგიონის გასწვრივ ინტეგრება:
sum, start subscript, k, equals, 1, end subscript, start superscript, n, end superscript, left parenthesis, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, right parenthesis, equals, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, F, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text

როტორის ინტეგრება

ასე რომ... ამას რატომ ვაკეთებ? ამის მიზეზი ისაა, რომ თითოეული პატარა ნაწილის ირგვლივ წირითი ინტეგრალის ინტერპრეტირების სხვა გზა არსებობს ორგანზომილებიანი როტორის გამოყენებით. აარჩიეთ ერთ-ერთი ნაწილი და მიუახლოვდით.
  • დავუშვათ, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612 იყოს არჩეული ნაწილი start color #bc2612, C, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612 ზღვრით.
  • დავუშვათ, vertical bar, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, vertical bar წარმოადგენდეს start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612-ის ფართობს, რომელსაც ძალიან პატარა რიცხვად წარმოვიდგენთ.
  • დავუშვათ, start color #a75a05, left parenthesis, x, start subscript, k, end subscript, comma, y, start subscript, k, end subscript, right parenthesis, end color #a75a05 იყოს რაიმე წერტილი, ნებისმიერი ისეთი წერტილი, რომელიც დგას ამ ნაწილის შიგნით.
start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ით გამოწვეული სითხის ბრუნვა ნაწილის ირგვლივ შეიძლება, გაიზომოს \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text წირითი ინტეგრალით. წარმოიდგინეთ პატარა ნავი, მაგრამ, რადგან ეს მართლა პატარა ნაწილია, გვაქვს მრავალცვლადიანი კალკულუსის კიდევ ერთი ცნება, რომელიც ზომავს სითხის ბრუნვას: როტორი.
წირითი ინტეგრალის მიახლოებით შეფასება შეიძლება start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ის start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, ს, end text აღებით start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612-ს შიგნით ნებსმიერ წერტილზე და მისი გამრავლებით უმცირეს vertical bar, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, vertical bar ფართობზე:
CkFdrინტეგრალი a-ს გარშემომცირე ნაწილი Rk(2d-როტორიF(xk,yk)Point in Rk)RkRk-ის ფართობი\displaystyle \underbrace{ \oint_\redE{C_k} \blueE{\textbf{F}} \cdot d\textbf{r} }_{\substack{ \text{ინტეგრალი a-ს გარშემო} \\ \text{მცირე ნაწილი $\redE{R_k}$} }} \approx \left( \text{2d-როტორი}\,\blueE{\textbf{F}} \underbrace{ \goldE{(x_k, y_k)} }_{\text{Point in $\redE{R_k}$}} \right) \underbrace{|\redE{R_k}|}_{\text{$\redE{R_k}$-ის ფართობი}}
ასევე მნიშვნლოვანია ის, რომ, რაც უფრო პატარაა start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, მით უფრო უკეთესია შეფასება.
ამ შეფასებების შეკრებით ყველა პატარა start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612 ნაწილის ირგვლივ ამას იღებთ:
sum, start subscript, k, equals, 1, end subscript, start superscript, n, end superscript, left parenthesis, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, right parenthesis, approximately equals, sum, start subscript, k, equals, 1, end subscript, start superscript, n, end superscript, left parenthesis, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, start underbrace, start color #a75a05, left parenthesis, x, start subscript, k, end subscript, comma, y, start subscript, k, end subscript, right parenthesis, end color #a75a05, end underbrace, start subscript, start text, წ, ე, რ, ტ, ი, ლ, ი, space, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, negative, შ, ი, end text, end subscript, vertical bar, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, vertical bar, right parenthesis
წინა სექციიდან დასკვნის აღებით ზემოთ მოცემულის მარცხენა მხარე იგივეა, რაც - ერთი წირითი ინტეგრალი start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის სრული ზღვრის ირგვლივ, ასე რომ, ამ შეფასებას შემდეგნაირად ვწერთ:
\oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, approximately equals, sum, start subscript, k, equals, 1, end subscript, start superscript, n, end superscript, left parenthesis, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, start underbrace, start color #a75a05, left parenthesis, x, start subscript, k, end subscript, comma, y, start subscript, k, end subscript, right parenthesis, end color #a75a05, end underbrace, start subscript, start text, წ, ე, რ, ტ, ი, ლ, ი, space, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, negative, შ, ი, end text, end subscript, vertical bar, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, vertical bar, right parenthesis
ახლა ახლოდან შეხედეთ მარჯვენა ნაწილში ჯამს.
  • იგი შეიცავს სკალარულ ფუნქციას, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ს
  • ჯამი აღებულია ორგანზომილებიანი start color #bc2612, R, end color #bc2612 რეგიონის ბევრ პატარა start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612 ნაწილზე.
  • ჯამში თითოეული ნაწილისთვის ფუნქცია გამოითვლება ამ ნაწილის შიგნით წერტილზე და შემდეგ მრავლდება მის ფართობზე.
გეცნობათ? ეს ყველაფერი ორჯერადი ინტეგრალის შემადგენელია! (თუ ეს არ გეცნობათ, განიხილეთ სტატია ორჯერად ინტეგრალებზე).
კონკრეტულად, თუ წარმოიდგინეთ start color #bc2612, R, end color #bc2612 რეგიონის დაშლას უფრო და უფრო ვიწროდ, ზემოთ მოცემული ჯამი შეგიძლიათ, ჩაანაცვლოთ start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, ს, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99 ორჯერადი ინტეგრალით start color #bc2612, R, end color #bc2612-ზე:
sum, start subscript, k, equals, 1, end subscript, start superscript, n, end superscript, left parenthesis, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, start underbrace, start color #a75a05, left parenthesis, x, start subscript, k, end subscript, comma, y, start subscript, k, end subscript, right parenthesis, end color #a75a05, end underbrace, start subscript, start text, წ, ე, რ, ტ, ი, ლ, ი, space, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, negative, შ, ი, end text, end subscript, vertical bar, start color #bc2612, R, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, vertical bar, right parenthesis, right arrow, \iint, start subscript, start color #bc2612, R, end color #bc2612, end subscript, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, start color #bc2612, d, A, end color #bc2612
ყველაფრის შეჯამებით შემდეგს ვიღებთ:
CFdr=k=1n(CkFdr)k=1n(2d-როტორიF(xk,yk)წერტილი Rk-შიRk)R2d-როტორიFdA\begin{aligned} \oint_\redE{C} \blueE{\textbf{F}} \cdot d\textbf{r} &= \sum_{k = 1}^n \left( \oint_\redE{C_k} \blueE{\textbf{F}} \cdot d\textbf{r} \right) \\\\ &\approx \sum_{k = 1}^n \left( \text{2d-როტორი}\,\blueE{\textbf{F}} \underbrace{ \goldE{(x_k, y_k)} }_{\text{წერტილი $\redE{R_k}$-ში}} \,|\redE{R_k}| \right) \\\\ &\to \iint_\redE{R} \text{2d-როტორი}\,\blueE{\textbf{F}} \,\redE{dA} \end{aligned}
ეს მიახლოებით შეფასებაზე მეტია, ზღვრის ირგვლივ წირითი ინტეგრალი უდრის ორგანზომილებიანი როტორის ორჯერად ინტეგრალს:
\oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, equals, \iint, start subscript, start color #bc2612, R, end color #bc2612, end subscript, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, start color #bc2612, d, A, end color #bc2612
ამ შესანიშნავ ფაქტს ეწოდებაგრინის თეორემა. როცა მას შეხედავთ, შეგიძლიათ, ის ასე გაიგოთ: რეგიონის სრული ზღვრის ირგვლივ სითხის ბრუნვა (მარცხენა მხარე) იგივეა, რაც - რეგიონის შიგნით „მობრუნების მცირე ნაწილებზე“ შეხედვა და მათი დაჯამება (მარჯვენა მხარე).

ალტერნატიული ჩანაწერი

გრინის თეორემა ხშირად შემდეგნაირი ჩანაწერით გვხვდება:
\oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, P, d, x, plus, Q, d, y, equals, \iint, start subscript, start color #bc2612, R, end color #bc2612, end subscript, left parenthesis, start fraction, \partial, Q, divided by, \partial, x, end fraction, minus, start fraction, \partial, P, divided by, \partial, y, end fraction, right parenthesis, d, A
ეს უბრალოდ არის მარცხენა მხარის წირით ინტეგრალში სკალარული ნამრავლისა და მარჯვენა მხარის ორჯერად ინტეგრალში როტორის დამარცვლით თქმა. რაღაც მიზეზის გამო, გავრცელებულია P და Q სიმბოლოების გამოყენება start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, left parenthesis, x, comma, y, right parenthesis ვექტორული ფუნქციის კომპონენტების ჩასაწერად:
F(x,y)=P(x,y)i^+Q(x,y)j^=[P(x,y)Q(x,y)]\displaystyle \blueE{\textbf{F}}(x, y) = P(x, y)\hat{\textbf{i}} + Q(x, y)\hat{\textbf{j}} = \left[ \begin{array}{c} P(x, y) \\ Q(x, y) \end{array} \right]
მომდევნო სტატიაში თქვენ იპოვით მაგალითებს, რომლებშიც ეს ფორმულა გამოიყენება წირითი ინტეგრალების ან ორჯერადი ინტეგრალების გასამარტივებლად.

შეჯამება

  • \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text წირით ინტეგრალზე შეგიძლიათ, იფიქროთ, როგორც start color #bc2612, C, end color #bc2612 მრუდის ირგვლივ start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, left parenthesis, x, comma, y, right parenthesis ვექტორით წარმოდგენილი სითხის ბრუნვის გაზომვაზე. მიღებულია, რომ საათის ისრის საწინააღმდეგოდ ბრუნვა ითვლება დადებითად, რა შემთხვევაშიც start color #bc2612, C, end color #bc2612 უნდა იყოს მიმართული საათის ისრის საწინააღმდეგოდ.
  • წარმოიდგინეთ start color #bc2612, C, end color #bc2612-თი შემოსაზღვრული ორგანზომილებიანი start color #bc2612, R, end color #bc2612 რეგიონის ბევრ პატარა ნაწილად დაშლა. სახელები დაარქვით ამ ნაწილების საზღვრებს start color #bc2612, C, start subscript, 1, end subscript, end color #bc2612, comma, dots, comma, start color #bc2612, C, start subscript, n, end subscript, end color #bc2612 და ყველა მათგანი მიმართეთ საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. შემდეგ თითოეული ნაწილის start color #bc2612, C, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612 საზღვრის ირგვლივ start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99-ის წირითი ინტეგრალების შეკრება იგივე რამეს იძლევა, რასაც - start color #bc2612, C, end color #bc2612-ს ირგვლივ სრული საზღვრის წირითი ინტეგრალი.
    sum, start subscript, k, equals, 1, end subscript, start superscript, n, end superscript, left parenthesis, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, start subscript, k, end subscript, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, right parenthesis, equals, \oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text
    ეს იგივე იმის თქმაა, რომ პატარა წირითი ინტეგრალები ერთმანეთს აბათილებს start color #bc2612, R, end color #bc2612-ის შიგნით თითოეული ჭრის გასწვრივ
  • როცა განიხილავთ უფრო და უფრო პატარა ნაწილებს, თითოეული მათგანის ირგვლივ წირითი ინტეგრალის მიახლოებით შეფასება შეიძლება ორგანზომილებიანი როტორის გამოყენებით:
CkFdrინტეგრალი a-ს გარშემომცირე ნაწილი Rk(2d-როტორიF(xk,yk)Point in Rk)RkRk-ის ფართობი\displaystyle \underbrace{ \oint_\redE{C_k} \blueE{\textbf{F}} \cdot d\textbf{r} }_{\substack{ \text{ინტეგრალი a-ს გარშემო} \\ \text{მცირე ნაწილი $\redE{R_k}$} }} \approx \left( \text{2d-როტორი}\,\blueE{\textbf{F}} \underbrace{ \goldE{(x_k, y_k)} }_{\text{Point in $\redE{R_k}$}} \right) \underbrace{|\redE{R_k}|}_{\text{$\redE{R_k}$-ის ფართობი}}
  • start color #bc2612, R, end color #bc2612-ზე ორჯერადი ინტეგრალის გამოყენებით „როტორის ამ პატარა ნაწილების“ შეკრებით და იმ ფაქტის გამოყენებით, რომ ამ ინტეგრალების ჯამი ბათილდება შიდა ჭრებზე, იღებთ გრინის თეორემას:
\oint, start subscript, start color #bc2612, C, end color #bc2612, end subscript, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, dot, d, start bold text, r, end bold text, equals, \iint, start subscript, start color #bc2612, R, end color #bc2612, end subscript, start text, 2, d, negative, რ, ო, ტ, ო, რ, ი, end text, start color #0c7f99, start bold text, F, end bold text, end color #0c7f99, start color #bc2612, d, A, end color #bc2612

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.