6. Poopćenja Newton Leibnizove formule

Σχετικά έγγραφα
Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

1.4 Tangenta i normala

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

2.7 Primjene odredenih integrala

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

5. PARCIJALNE DERIVACIJE

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

18. listopada listopada / 13

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

1. Vektorske i skalarne funkcije

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

1 Promjena baze vektora

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Funkcija (, ) ima ekstrem u tocki, ako je razlika izmedju bilo koje aplikate u okolini tocke, i aplikate, tocke, : Uvede li se zamjena: i dobije se:

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

IZVODI ZADACI (I deo)

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Elementi spektralne teorije matrica

( , 2. kolokvij)

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

6 Primjena trigonometrije u planimetriji

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Matematičke metode u marketingumultidimenzionalno skaliranje. Lavoslav ČaklovićPMF-MO

Više dokaza jedne poznate trigonometrijske nejednakosti u trokutu

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

MJERA I INTEGRAL 2. kolokvij 30. lipnja (Knjige, bilježnice, dodatni papiri i kalkulatori nisu dozvoljeni!)

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

POVRŠINA TANGENCIJALNO-TETIVNOG ČETVEROKUTA

7 Algebarske jednadžbe

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

4 INTEGRALI Neodredeni integral Integriranje supstitucijom Parcijalna integracija Odredeni integral i

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

Signali i sustavi - Zadaci za vježbu II. tjedan

Neka je a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 = 0 algebarska jednadžba trećeg stupnja. Rješavanje ove jednadžbe sastoji se od nekoliko koraka.

Teorijske osnove informatike 1

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Ivan Slapničar MATEMATIKA 3. Radna verzija. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje. Split, 2016.

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

MATEMATIKA I 1.kolokvij zadaci za vježbu I dio

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

MATEMATIKA /2012.

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Operacije s matricama

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

radni nerecenzirani materijal za predavanja

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

2. Ako je funkcija f(x) parna onda se Fourierov red funkcije f(x) reducira na Fourierov kosinusni red. f(x) cos

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

MATEMATIKA 1 8. domaća zadaća: RADIJVEKTORI. ALGEBARSKE OPERACIJE S RADIJVEKTORIMA. LINEARNA (NE)ZAVISNOST SKUPA RADIJVEKTORA.

Ispit održan dana i tačka A ( 3,3, 4 ) x x + 1

Sume kvadrata. mn = (ax + by) 2 + (ay bx) 2.

6. Redovi potencija. a 0 + a 1 (z z 0 ) + a 2 (z z 0 ) a n (z z 0 ) n +, (6.0.1)

2.6 Nepravi integrali

MATEMATIKA 2. Grupa 1 Rexea zadataka. Prvi pismeni kolokvijum, Dragan ori

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Algebra Vektora. pri rješavanju fizikalnih problema najčešće susrećemo skalarne i vektorske

RADIJVEKTORI. ALGEBARSKE OPERACIJE S RADIJVEKTORIMA. LINEARNA (NE)ZAVISNOST SKUPA RADIJVEKTORA.

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

SVEUČILIŠTE J. J. STROSSMAYERA U OSIJEKU Odjel za matematiku Sveučilišni preddiplomski studij matematike. Zrinka Bertić GREENOV TEOREM I PRIMJENE

4.7. Zadaci Formalizam diferenciranja (teorija na stranama ) 343. Znajući izvod funkcije x arctg x, odrediti izvod funkcije x arcctg x.

( x) ( ) dy df dg. =, ( x) e = e, ( ) ' x. Zadatak 001 (Marinela, gimnazija) Nađite derivaciju funkcije f(x) = a + b x. ( ) ( )

9. GRANIČNA VRIJEDNOST I NEPREKIDNOST FUNKCIJE GRANIČNA VRIJEDNOST ILI LIMES FUNKCIJE

Integrali Materijali za nastavu iz Matematike 1

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

Skalarni umnozak vektora je skalar: a b = a b cos ϕ ; ϕ kut izmedju vektor a i b.

SVEUČILIŠTE U RIJECI POMORSKI FAKULTET PRIMJENA MATEMATIČKIH ALATA U ELEKTROTEHNICI SKRIPTA ZA VJEŽBE

Determinante. a11 a. a 21 a 22. Definicija 1. (Determinanta prvog reda) Determinanta matrice A = [a] je broj a.

5 Ispitivanje funkcija

Strukture podataka i algoritmi 1. kolokvij 16. studenog Zadatak 1

6 Polinomi Funkcija p : R R zadana formulom

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

ASIMPTOTE FUNKCIJA. Dakle: Asimptota je prava kojoj se funkcija približava u beskonačno dalekoj tački. Postoje tri vrste asimptota:

KONVEKSNI SKUPOVI. Definicije: potprostor, afin skup, konveksan skup, konveksan konus. 1/5. Back FullScr

5. Karakteristične funkcije

APROKSIMACIJA FUNKCIJA

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

16 Lokalni ekstremi. Definicija 16.1 Neka je A R n otvoren, f : A R i c A. Ako postoji okolina U(c) od c na kojoj je f(c) minimum

Uvod u teoriju brojeva

Transcript:

STOKES 5 6. oopćenja Newton Leibnizove formule 6.. Još neki važni operatori Doasad smo naučili operator ili grad, koji od skalarnog polja radi vektorsko polje: ( U gradu U(x, y, z) x,, ). z Sada ćemo upoznati još dva operatora: rot i div. Operator rot od vektorskog polja pravi drugo vektorsko polje: rotf F x z F x F y F z ( Fz F y z, F x z F z x, F y x F ) x. Rotacija mjeri vrtložnost polja F. rimjer 6... Izračunajte rot F ako je F (x + y + z, x z, y + z). rijedi rot F ( Fz F y z, F x z F z x, F y x F ) x (y +, z, x ). Divergencija od vektorskog polja pravi skalarno polje i definira se kao: div F F ( x,, ) (F x, F y, F z ) F x z x + F y + F z z. Divergencija mjeri ima li polje F izvor.

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 5 rimjer 6... Izračunajte div F ako je F (x + y + z, x z, y + z). rijedi 6.. Stokesov teorem -dimenzionalni slučaj div F F x x + F y + F z z + +. risjetimo se, ako imamo konzervativno polje, onda se F može napisati kao gradijent nekog skalarnog polja U, a integral vektorskog polja F od točke A do točke B takve funkcije uopće ne ovisi o putu. A k B Označimo s k krivulju od A do B, a s k rub krivulje k, tj. krajnje točke krivulje k. Onda imamo: k U d r k du U B U A. k Što mjeri U? Brzinu rasta (pazite brzina je vektor, a ne broj!) polja U. U U const. -dimenzionalni slučaj Stokesov teorem Stokesov teorem omogućava nam da umjesto po plohi integriramo po rubu plohe (krivulji!), u oznaci i obratno. Neka je definirano vektorsko polje F i F na plohi. Orijentirajmo zatvorenu krivulju tako da je orijentacija suprotna od kazaljke na satu. Jednako

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 5 tako, u svakoj točki plohe, kad pogledamo s vrha d, prema krivulji, krivulja mora biti pozitivno orijentirana (obrnuto od kazaljke na satu). Tada vrijedi ( F) d rot F d F d r. Što mjeri rot F F? Mjeri rotaciju, odnosno vrtložnost polja F. Ako je mala površina na koju je n jedninični vektor normale i ako rub od označimo s, n onda imamo F d r ( F) d ( F) n d ( F) n. ribližna jednakost vrijedi zato što je ploha mala, pa se niti n, niti F ne mijenja puno. Drugim riječima, zaključili smo da je ( F) n lim F d r. Limes s desne strane predstavlja rotaciju polja F. Imamo tri moguće situacije. d r F F d r > ( F) n > + vrtlog

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 53 d r F F d r < ( F) n < vrtlog F d r d r F ( F) n protok Ako je F u svakoj točki nekog dijela prostora, onda je polje F bezvrtložno u tom dijelu prostora. okažimo sad da su potencijalna (konzervativna) polja bezvrtložna. Zbog potencijalnosti imamo F U, pa je U x x z z. osljednja nula na desnoj strani slijedi zbog toga što kad funkcije imaju dovoljno neprekidnih derivacija, poredak deriviranja po različitim varijablama nije bitan. otencijalna (konzervativna) polja su bezvrtložna. rijedi i obrat, bezvrtložna polja su potencijalna (konzervativna). rimjer 6... Ispitajte je li polje F (y cosx + z 3, y sin x 4, 3xz + ) konzervativno, potencijalno, bezvrtložno polje. rema već zaključenom, ta tri pitanja predstavljaju isto pitanje, pa možemo dokazati bilo što od toga.

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 54 Konzervativnost polja Ovo je vjerojatno najteže direktno dokazati, jer treba vidjeti da za svaki par točaka A, B i svaku krivulju k koja ih spaja vrijedi F d r. otencijalnost polja Treba naći skalarno polje U, takvo da vrijedi k F U. Dakle, imamo: x y cosx + z 3, y sin x 4, z 3xz +. Iz posljednje jednadžbe izlazi da je U(x, y, z) (3xz + ) dz xz 3 + z + g(x, y). Deriviranjem po y imamo a s druge strane mora biti što zajedno daje odnosno g(x, y) Uvrstimo li to u U(x, y, z), dobivamo: g(x, y), y sin x 4, y sin x 4, g(x, y) y sin x 4y + h(x). U(x, y, z) xz 3 + z + y sin x 4y + h(x). Konačno, moramo odrediti još funkciju h, deriviranjem U po x. rijedi: x z3 + y cosx + dh(x) dx,

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 55 i što zajedno daje da je odnosno da je rema tome, Zaključujemo da je polje potencijalno. Bezvrtložnost polja Treba provjeriti je li uvijek rot F. x y cosx + z 3, dh(x) dx, h(x) c. U(x, y, z) xz 3 + z + y sin x 4y + c. rot F F x z F x F y F z x z y cosx + z 3 y sin x 4 3xz + ( (3xz + ) ) (y sin x 4) ı z ( x (3xz + ) ) z (y cos x + z 3 ) j ( ) + (y sin x 4) x (y cosx + z 3 ) k ( ) ı (3z 3z ) j + (y cos x y cos x) k. Zaključujemo da je polje bezvrtložno. rimjer 6... Izračunajmo k F d r

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 56 ako je k zatvorena krivulja (dijelovi pravaca) koji spajaju točke (,, ), (,, ) i (,, ), z (,,) x (,,) y a F vektorsko polje F(x, y, z) (y + z, z + x, x + y ). Ovaj primjer možemo riješiti direktno i primjenom Stokesovog teorema. Direktno rješenje Da bismo direktno dobili rješenje, moramo parametrizirati sve tri dužine. rvo, parametrizirajmo dužinu od (,, ) do (,, ). ravac koji prolazi zadanim točkama je: x y z t, odnosno x t, ritom se parametar t kreće od do. Odmah vidimo da je y t, z. F( r(t)) ( (t) +, + t, t + (t) ) (8t, t, 6t ), dr(t) (,, ). dt Integral od (,, ) do (,, ) jednak je: I (8t, t, 6t ) (,, ) dt t dt 3 t3 3. Sada parametrizirajmo dužinu od (,, ) do (,, ). Odmah vidimo da je x, y, z t,

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 57 parametar t se kreće od do. Sada je F( r(t)) ( () + t, t +, + () ) (t, t, ), dr(t) (,, ). dt Integral od (,, ) do (,, ) jednak je: I (t, t, ) (,, ) dt dt. Konačno, treba još parametrizirati dužinu od (,, ) do (,, ). Jednadžba pravca kroz te dvije točke je: odnosno ritom se t kreće od do. Sada je x y x t, y t, z t +. z t, F( r(t)) ( (t) + ( t + ), ( t + ) + t, t + (t) ) (9t t +, 3t 4t +, 6t ), dr(t) (,, ). dt Integral od (,, ) do (,, ) jednak je: I 3 (9t t +, 3t 4t +, 6t ) (,, ) dt (9t t + 5) dt (3t 3 5t + 5t) 3 5 + 5 3. rema tome, naš integral jednak je I I + I + I 3 3 + + 3 3.

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 58 Rješenje pomoću Stokesovog teorema Za računanje pomoću Stokesovog teorema treba nam rot F F x z y + z z + x x + y (y 4z) ı (4x z) j + (x 4y) k. Sada s integrala po stranicama trokuta prelazimo na integral po trokutu. z (,,) n x (,,) y rvo moramo znati parametrizirati dio ravnine kojoj pripada zadani trokut. Toj ravnini pripadaju točka (,, ), a razapeta je vektorima (,, ) i (,, ). Normala te ravnine je n (,, ). rimijetite da je normala te ravnine dobro orijentirana obzirom na orijenataciju trokuta. Jednadžba te ravnine je arametrizaciju možemo napisati kao x + y. x u, y u, z v. Tada naš trokut u u, v ravnini izgleda ovako: v u

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 59 Zadani trokut ima parametrizaciju: o definiciji nam još samo treba x u, u z v, v u. r(u, v) r u (,, ) u r(u, v) r v (,, ), v i r u r v, no to smo već izračunali kad smo računali n. Osim toga, ustanovili smo da moramo napraviti vektorski produkt u drugom smjeru da normala gleda na pravu stranu. Konačno, u F treba uvrstiti izabranu parametrizaciju: ( F)(u, v) ( u 4 v, v 4 u, u 4 (u)) (4u 4v, v 4u, 6u). Sada je ( F) d u u (4u 4v, v 4u, 6u) (,, ) dv du ( 8u + 8v + v 4u) dv du ( uv + 5v ) u du ( u + u + 5 u + 5u ) du u ( u + v) dv du ( u( u) + 5( u) ) du ( ) 7 3 u3 u ( ) 7 + 5u 3 + 5 3. (7u u + 5) du rimjer 6..3. Izračunajmo ako je k dio Arhimedove spirale k F d r r(t) (a cost, a sin t, bt),

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 6 pri čemu su a, b neke konstante, za t π, 4 3 a F vektorsko polje F(x, y, z) (x yz, y xz, z xy). onovno, zadatak se može riješiti direktno, ali i korištenjem činjenice da je polje F konzervativno. Direktno rješenje arametrizacija krivulje k već je zadana, pa treba još izračunati F( r(t)) (a cos t abt sin t, a sin t abt cos t, b t a sin t cost), dr(t) ( a sin t, a cost, b), dt F( r(t)) d r(t) a 3 sin t cos t + a bt sin t + a 3 sin t cost dt a bt cos t + b 3 t a b sin t cost. Samo računanje integrala kojemu posljednja funkcija podintegralna, postaje prilično dugotrajan posao (obavite ga za vježbu). Rješenje korištenjem konzervativnosti polja okažimo da je zadano polje bezvrtložno, pa onda i konzervativno: rotf F x z x yz y xz z xy ( x + x) ı ( y + y) j + ( z + z) k. Kod konzervativnih polja, integral ne ovisi o putu, nego samo o krajnjim točkama puta. rema tome, možemo odabrati neki jednostavniji put, kao što je dio

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 6 pravca od točke (a,, ) do točke (a,, bπ) (plava spojnica). arametrizacija tog dijela pravca je x a, pri čemu se t kreće od do bπ. i Sada je I y, z t, F( r(t)) (a, at, t ), dr(t) (,, ), dt F( r(t)) d r(t) t, dt k F d r bπ t dt t3 3 bπ 8b3 π 3. 3 rimjer 6..4. Zadano je vektorsko polje ( ) y x F x + y, x + y,. okažite, da iako je F, svugdje gdje je F definirano, ipak je F d r, ( F) d. ako je gornja polusfera x + y + z a, odnosno je rub te polusfere, tj. to je kružnica x + y a u xy ravnini. romatramo li polje F, vidjet ćemo da ono nije definirano čim je x y. Ima li na našoj sferi takva točka? Ima! To je točka (,, a). Kad nije definiran F u toj točki, ne može biti definiran niti rot F. Za sve ostale točke (gdje je F definiran) je: rotf F x z y x x + y x + y ( ) ı ( ) j + ( y x (x + y ) x y ) k. (x + y )

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 6 S druge strane, direktnim računom iz parametrizacije kružnice x a cosϕ, y a sin ϕ, z, ϕ < π izlazi pa je F( r(ϕ)) ( sin ϕ a, cosϕ a, ), dr(ϕ) ( a sin ϕ, a cosϕ, ), dϕ F( r(ϕ)) d r(ϕ) dϕ, F d r dϕ ϕ π π. 6.3. Gaussov teorem 3-dimenzionalni slučaj Ovaj teorem mnogi nazivaju i teorem o divergenciji ili teorem Gauss Green Ostrogradski. Slično kao što smo u dvodimenzionalnom slučaju, umjesto po plohi integrirali po krivulji (i obratno), Gaussov teorem omogućava da vektorsko polje F umjesto po zatvorenoj plohi integriramo po volumenu i obratno (pri čemu je rub volumena ): F d div F d F d. ritom je d tzv. vanjska normala, jer gleda izvan zatvorene plohe. Što mjeri div F F? Mjeri divergenciju, odnosno izviranje polja F. Ako je mali volumen onda je F d F d F d F. ribližna jednakost vrijedi zato što je volumen mali, pa se niti F ne mijenja puno.

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 63 Drugim riječima, zaključili smo da je F lim F d. Ako je div F >, onda ćemo imati izvor polja F, ako je div F < onda ćemo imati ponor polja F, a ako je div F onda polje F nema ni izvor ni ponor. rimjer 6.3.. Za vektorsko polje F (x, y, z). izračunajte tok tog polja kroz oplošje paraboloida (bez baze!) omedenog ravninom z. z x + y.5.5.5.5.5.5 onovno, račun možemo provesti direktno i korištenjem Gaussovog teorema. Direktno rješenje arametrizirajmo paraboloid: x ρ cosϕ, y ρ sin ϕ, z ρ, ϕ < π, ρ.

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 64 Sada je r ρ (cosϕ, sin ϕ, ρ), r ϕ ( ρ sin ϕ, ρ cosϕ, ) r ρ r ϕ cosϕ sin ϕ ρ ρ sin ϕ ρ cosϕ ı( ρ cosϕ) j(ρ sin ϕ) + k(ρ cos ϕ + ρ sin ϕ) ( ρ cosϕ, ρ sin ϕ, ρ). rimijetite da je z-komponenta ove normale pozitivna, pa će normala gledati prema unutrašnosti paraboloida. Želimo li normalu koja gleda na van, (kao što nam to treba kod Gaussovog teorema), moramo joj promijeniti znak u suprotan, drugim riječima, za vanjsku normalu trebamo Nadalje, rema tome, imamo: r ϕ r ρ (ρ cosϕ, ρ sin ϕ, ρ). F( r(ρ, ϕ)) (ρ cosϕ, ρ sin ϕ, ρ ) F( r(ρ, ϕ)) ( r ϕ r ρ ) ρ 3 cos ϕ + ρ 3 sin ϕ + ρ 3 3ρ 3. I 3ρ 3 dρ dϕ 3ρ 4 4 dϕ 3 dϕ 3ϕ π 6π. Rješenje korištenjem Gaussovog teorema Da bismo mogli iskoristiti Gaussov teorem, moramo zatvoriti plohu. Najjednostavnije zatvaranje je dodavanjem baze B paraboloida (crveno)..5.5.5.5.5.5

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 65 Ako s I označimo traženi intergal po otvorenom paraboloidu, onda je F d I + B F d. rvo izračunajmo pri čemu krug B parametriziramo s B F d, x ρ cosϕ, y ρ sin ϕ, z, ϕ < π, ρ. Sada je r ρ (cosϕ, sin ϕ, ), r ϕ ( ρ sin ϕ, ρ cosϕ, ) r ρ r ϕ cosϕ sin ϕ (,, ρ). ρ sin ϕ ρ cosϕ Normala na krug gleda prema gore (z komponenta pozitivna), tako da normale na rub gledaju prema van. Nadalje je rema tome, imamo: F( r(ρ, ϕ)) (ρ cosϕ, ρ sin ϕ, ) F( r(ρ, ϕ)) ( r ρ r ϕ ) ρ. B F d ρ dρ dϕ ρ dϕ dϕ ϕ π 4π. Moramo još izračunati i F d, gdje je zatvoreni paraboloid. Imamo: F +,

OOĆENJA NEWTON LEIBNIZOE FORMULE STOKES 66 a paraboloid parametriziramo u cilindarskim koordinatama x ρ cosϕ, y ρ sin ϕ, z z, ϕ π, ρ, ρ z. rema tome izlazi F d ρ ρ dz dρ dϕ (ρ ρ 3 ) dρ dϕ dϕ ϕ π π. ρz dρ dϕ ρ π( ρ ρ4 4 ) dϕ Konačno, uvrštavanjem, dobivamo I F d F d π ( 4π) 6π. B