Γ D µε αρχικό σηµείο το ( a, ( ) ( ) είναι µια άλλη και καταλήγει στο ( x, τότε (1) Γ ξεκινούν από το σηµείο (, ) και ( x,

Σχετικά έγγραφα
Το θεώρηµα του Green

Το θεώρηµα του Green

Απόκλιση και στροβιλισµός ενός διανυσµατικού πεδίου. R και ( ) y z z x x y

( ) ( ) ( ( )) (( ) ) ( t) ( t) ( ) ( ) Επικαµπύλια ολοκληρώµατα. σ = και την σ, δηλαδή την. συνεχής πραγµατική συνάρτηση. Έστω U R ανοικτό σύνολο και

( ) ( ) ( ( )) (( ) ) ( t) ( t) ( ) ( ) Επικαµπύλια ολοκληρώµατα. σ = και την σ, δηλαδή την. συνεχής πραγµατική συνάρτηση. Έστω U R ανοικτό σύνολο και

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος β) Υλικό σηµείο µάζας m κινείται στον άξονα Οx υπό την επίδραση του δυναµικού

1. Η κανονική κατανοµή

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Ροπή και Στροφορµή Μέρος πρώτο

( y) ( x) ( 0) ( ) ( 0) ( y) ( ) ( ) ( ) Παραδείγµατα και εφαρµογές. 1)Έστω D απλά συνεκτικός τόπος στο R που φράσσεται από την ( κατά τµήµατα 1

Ολοκληρωτικός Λογισμός πολλών μεταβλητών

σ (t) = (sin t + t cos t) 2 + (cos t t sin t) = t )) 5 = log 1 + r (t) = 2 + e 2t + e 2t = e t + e t

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12) ΤΕΛΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ 13 Ιουνίου 2010

5. ΘΕΩΡΙΑ ΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ

Υπολογισµός διπλών ολοκληρωµάτων µε διαδοχική ολοκλήρωση

ρ. Ευστρατία Μούρτου

Υπολογισµός διπλών ολοκληρωµάτων µε διαδοχική ολοκλήρωση

ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ (ΣΥΝΕΧΕΙΑ)

Λογισμός 4 Ενότητα 14

ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο, Τµήµα ΜηχανικώνΠαραγωγής& ιοίκησης 1

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι - ΙΟΥΝΙΟΣ Θέµατα και Λύσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9. Σχετική κίνηση

0.8 Επικαµπύλια ολοκληρώµατα

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΥΛΙΚΩΝ

S συµβολίζονται ως. Είδη φορτίων: (α) επιφανειακά (π.χ. λόγω επαφής του θεωρούµενου σώµατος µε άλλα σώµατα),

Ακρότατα υπό συνθήκη και οι πολλαπλασιαστές του Lagrange

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΝΕΥΡΩΝΙΚΑ ΙΚΤΥΑ

Καµπύλες στον R. σ τελικό σηµείο της σ. Το σ. σ =. Η σ λέγεται διαφορίσιµη ( αντιστοίχως

3. Κατανομές πιθανότητας

5. ιαστήµατα Εµπιστοσύνης

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

( ) = inf { (, Ρ) : Ρ διαµέριση του [, ]}

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Ανασκόπηση-Μάθημα 32 Εύρεση Εμβαδού μέσω του Θεωρήματος Green- -Κυκλοφορία και εξερχόμενη ροή διανυσματικού πεδίου

Κανόνες παραγώγισης ( )

ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΡΟΗΣ ΥΠΕΡΑΝΩ ΤΟΠΙΚΗΣ ΑΝΥΨΩΣΕΩΣ

f x = f a + Df a x a + R1 x, a, x U και από τον ορισµό της 1 h f a h f a h a h h a R h a i i j

ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΙΑΡΡΟΗΣ (YIELD CRITERIA)- ΝΟΜΟΙ ΡΟΗΣ- ΑΝΙΣΟΤΡΟΠΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Μετρήσεις, Σφάλµατα και Στατιστικά Μεγέθη

Πιθανότητες & Τυχαία Σήματα

f x = f a + Df a x a + R1 x, a, x U και από τον ορισµό της 1 h f a h f a h a h h a R h a i i j

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 4. Ασκήσεις. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών Α.Π.Θ.

Συνεχείς συναρτήσεις πολλών µεταβλητών. ε > υπάρχει ( ) ( )

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΤΟΥΣ

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Το ϑεώρηµα παρεµβολής του Riesz και η ανισότητα Hausdorff-Young. Απόστολος Γιαννόπουλος.

Το θεώρηµα πεπλεγµένων συναρτήσεων

Σεισμολογία. Ελαστική Τάση, Παραμόρφωση (Κεφ.2, Σύγχρονη Σεισμολογία)

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

Παράρτηµα Α. Στοιχεία θεωρίας µέτρου και ολοκλήρωσης.

ιανυσµατικά πεδία Όπως έχουµε ήδη αναφέρει ένα διανυσµατικό πεδίο είναι µια συνάρτηση

ΙΙ ιαφορικός Λογισµός πολλών µεταβλητών. ιαφόριση συναρτήσεων πολλών µεταβλητών

( α ). Να δηλωθεί η συνάρτηση με την genter. ( β ). Να εφαρμοστεί τον αντίστροφο μετασχηματισμό Laplace και να αποδειχθεί Θεωρητικά.

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

ΔΕΙΓΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ (Sampling Distributions)

σ.π.π. της 0.05 c 0.1

Υπολογισµός τριπλών ολοκληρωµάτων µε διαδοχική ολοκλήρωση

Εκτιµητική. Boutsikas M.V. (2003), Σηµειώσεις Στατιστικής ΙΙΙ, Τµήµα Οικονοµικής Επιστήµης, Πανεπιστήµιο Πειραιώς.

11 Το ολοκλήρωµα Riemann

Λύσεις στο επαναληπτικό διαγώνισμα 3

ΑΡΙΣΤΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΧΑΡΤΟΦΥΛΑΚΙΩΝ. 4.1 Εισαγωγή

5 Γενική µορφή εξίσωσης ευθείας

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Ψηφιακός Έλεγχος. 8 η διάλεξη Σφάλματα. Ψηφιακός Έλεγχος 1

Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013 ÁÍÅËÉÎÇ

Το θεώρηµα Αλλαγής µεταβλητής και οι µετασχηµατισµοί συντεταγµένων

ΕΟ31 ΧΡΗΜΑΤΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΙΟΙΚΗΣΗ. Τόμος : Θεωρία Χαρτοφυλακίου

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 5ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικά Πεδία Επικαμπύλια Ολοκληρώματα Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

5η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΣΧΟΛΙΑ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ / ΣΠΟΥ ΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

5. Σειρές Taylor και Laurent. Ολοκληρωτικά υπόλοιπα και εφαρµογές.

4. Μιγαδική Ολοκλήρωση. Το Θεώρηµα Cauchy και εφαρµογές. ( ) ( ) ( )

Μαθηματικά για μηχανικούς ΙΙ ΛΥΣΕΙΣ/ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΖΕΥΓΗ ΤΥΧΑΙΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ


Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Εξέταση Σεπτεμβρίου 25/9/2017 Διδάσκων: Ι. Λυχναρόπουλος

Σχολικός Σύµβουλος ΠΕ03

< F ( σ(h(t))), σ (h(t)) > h (t)dt.

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÏÅÖÅ

2 i d i(x(i), y(i)),

( a) ( ) n n ( ) ( ) a x a. x a x. x a x a

Στραγγίσεις (Εργαστήριο)

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΘΕΜΑ Α. , έχει κατακόρυφη ασύμπτωτη την x 0.

ΔΙΑΣΤΗΜΑΤΑ ΕΜΠΙΣΤΟΣΥΝΗΣ ΓΙΑ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ

13 ΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΟΥΤΡΟΥΜΑΝΙ ΗΣ Θ. ΖΑΦΕΙΡΙΟΥ Ε.

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Εποµένως η f είναι κοίλη στο διάστηµα (, 1] και κυρτή στο [ 1, + ).

Εισαγωγή στην Τοπολογία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕ ΙΟ ΡΟΗΣ ΜΟΝΙΜΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ

Χάραξη γραφηµάτων/lab Graphing

6. Αρµονικές συναρτήσεις και συνοριακά προβλήµατα (Dirichlet).

Περιεχόµενα. 1 Ολοκληρώµατα ιπλό Ολοκλήρωµα... 1

1 Το ϑεώρηµα του Rademacher

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Συνθήκες Αλυσίδων

ΕΠΙΠΕ Ο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ

Κεφάλαιο 2. Παραγοντοποίηση σε Ακέραιες Περιοχές

x 2 = x x 2 2. x 2 = u 2 + x 2 3 Χρησιµοποιώντας το συµβολισµό του ανάστροφου, αυτό γράφεται x 2 = x T x. = x T x.

Transcript:

69 Θα αποδείξουµε την υνέχεια- ως εφαρµογή του θεωρήµατος του Greenτην κατεύθυνη (ιι (ι του θεωρήµατος που χαρακτηρίζει τα υντηρητικά πεδία F : R R, όπου απλά υνεκτικός τόπος του R ( Θεώρηµα Αν R είναι απλά υνεκτικός τόπος και F : R R C διανυµατικό p q πεδίο, F = ( p, q ώτε = το τότε το Fείναι υντηρητικό ( υπάρχει f : R C υνάρτηη ώτε F = f Απόδειξη Ας ταθεροποιήουµε ένα τυχόν ηµείο ( a, ια κάθε µε αρχικό ηµείο το ( a, θεωρούµε µια πολυγωνική γραµµή και τελικό το y ( το είναι υνεκτικό και ανοικτό ύνολο, πρβλθεώρηµα 5 Ορίζουµε τώρα την υνάρτηη f : R ως ακολούθως: (, f x y = F ds= pdx+ qdy Ιχυριζόµατε ότι η f είναι καλά οριµένη, δηλαδή αν είναι µια άλλη πολυγωνική γραµµή µε που ξεκινά από το ( a, και καταλήγει το y τότε ( pdx+ qdy= pdx+ qdy ( x, ( x, y ια να δείξουµε την ( είναι αρκετό να δείξουµε την ( pdx+ qdy= pdx+ qdy pdx+ qdy = x, y x, y ( x, ( x, y Οι πολυγωνικές γραµµές και ξεκινούν από το ηµείο (, a και έτω ( a, το πρώτο ηµείο που υναντώνται µετά το (, γραµµή c που ξεκινά από το ( a, πηγαίνει το (, επιτρέφει το ( a, µέω της a Τότε η πολυγωνική a µέω της και είναι µια απλή κλειτή καµπύλη του απλά υνεκτικού τόπου και εποµένως είναι το ύνορο ενός ανοικτού απλά υνεκτικού

7 υνόλου G Από το θεώρηµα του Green q p pdx+ qdy= dxdy= G= c G Εποµένως c pdx+ qdy= και την υπόθεή µας έπεται ότι Οφείλουµε να παρατηρήουµε ότι, ενδέχεται οι δύο πολυγωνικές και να ταυτίζονται ε ένα αρχικό κοµµάτι τους Στην περίπτωη αυτή αν (, a είναι το πρώτο ηµείο το οποίο ξεχωρίζουν, τότε η πολυγωνική γραµµή που ξεκινά από το ( a, πηγαίνει το ( a, µέω της και επιτρέφει το ( a, µέω της - είναι βέβαια κλειτή, και λόγω αντιθέτων προήµων των επικαµπυλίων ολοκληρωµάτων ( αφού ολοκληρώνουµε ε αντίθετες καµπύλες ικανοποιεί προφανώς την χέη pdx+ qdy= c Συνεχίζοντας µε τον ίδιο τρόπο, δηλαδή δουλεύοντας τώρα µε το ( a, την θέη του ( a,, µετά από πεπεραµένα βήµατα ( αφού αν είναι κλειτή πολυγωνική γραµµή του επιπέδου, το ανοικτό ύνολο R του R έχει πεπεραµένο πλήθος υνεκτικών υνιτωών καταλήγουµε το ότι, ( x, y = c + c + + c x y N όπου οι ck, k =,,, N είναι ( κλειτές πολυγωνικές γραµµές του τη χέη ( pdx+ qdy= για κάθε k =,,, N c k Η χέη ( έπεται την ( και άρα την ( x, y = p x, y Αποµένει να δείξουµε ότι: Σταθεροποιούµε ένα ηµείο (, (, (, και = q R που ικανοποιούν για κάθε x y και χηµατίζουµε τις διαφορές για h αρκετά µικρό ( f x + h y f x y = pdx+ qdy pdx+ qdy έτω ( x + h, y ( x, y h> ώτε το ευθύγραµµο τµήµα ( x, y,( x + h, y να περιέχεται το

7 Έπεται αµέως ότι υνεπώς (4 (, (, pdx+ qdy pdx+ qdy= pdx+ qdy και ( x + h, y x, y ( x, y, ( x+ h, y f x + h y f x y = pdx+ qdy ( x, y, ( x + h, y Παραµετρικοποιούµε το ευθύγραµµο τµήµα ( x, y,( x + h, y ( t = y + t( ( x + h, y ( x, y = ( x + th, y, [,] '( t =, t [,] ως t Συνεπώς Οπότε από την (4 υπολογίζουµε, ( +, (, = ( +, = ( +, f x h y f x y p x th y hdt h p x th y dt Έπεται ότι ( +, (, f x h y f x y lim = lim h h h +, p ( x, y dt = p ( x, y δηλαδή y = p y Σηµειώνουµε ότι αν n p x th y dt = f µε h, τότε η ακολουθία υναρτήεων n n [ ] fn t p x thn, y, n, t, ( x, y οµοιόµορφα την ταθερά (, = + υγκλίνει ( από την υνέχεια της p το ( + = lim p x th, y dt p x, y dt h p x y και αυτό δικαιολογεί την ιότητα Αναλόγως αποδεικνύεται ότι, ( x, y = q( x, y και η απόδειξη είναι πλήρης

7 Σηµειώνουµε ότι ( ε ένα ανοικτό και υνεκτικό R η πολυγωνική x, y του µπορεί να επιλεγεί ώτε να γραµµή που υνδέει τα ηµεία (, a και είναι απλή ( να µην τέµνει τον εαυτό της και επί πλέον τα ευθύγραµµα τµήµατά της να είναι παράλληλα είτε προς τον άξονα των x ή προς τον άξονα των y Περαιτέρω ηµειώνουµε ότι η απόδειξη απλοποιείται ε κάποιο βαθµό, υποθέτοντας ότι το είναι ατρόµορφο Πράγµατι αν το είναι ατρόµορφο ως προς το ηµείο ( a,, τότε ορίζουµε την f : R ( a,, y = ως εξής: (, f x y = pdx+ qdy, όπου το προανατολιµένο ευθύγραµµο τµήµα από το ( a, το 55 Παρατήρηη Το θεώρηµα που αποδείξαµε µας λέει ε διαφορετική αλλά ιοδύναµη διατύπωη ότι: Ένα C διανυµατικό πεδίο F : U R R, όπου U απλά υνεκτικός τόπος είναι υντηρητικό αν και µόνο αν είναι ατρόβιλο ( ες και την παρατήρηη 4 Σηµειώνουµε ότι ένας ανάλογος χαρακτηριµός ιχύει και για διανυµατικά πεδία F : U R R υποθέτοντας ότι το U είναι ανοικτό και απλά υνεκτικό υπούνολο του R Επειδή δεν θα δώουµε τον ακριβή οριµό της απλής υνεκτικότητας τον R, ηµειώνουµε απλώς ότι παραδείγµατα ανοικτών και απλά υνεκτικών υνόλων τον R είναι τα ανοικτά και κυρτά ύνολα, ( άρα οι ανοικτές φαίρες ο ίδιος ο R, και τα ανοικτά ορθογώνια το R Κ, όπου Κ πεπεραµένο ύνολο επίης τα ανοικτά και ατρόµορφα υπούνολα του R κτλ Αν L είναι ευθεία του R τότε το ανοικτό ύνολο R L είναι υνεκτικό αλλά όχι απλά υνεκτικό Έτι αποδεικνύεται ότι αν F : U R R είναι C διανυµατικό πεδίο και το U απλά υνεκτικό ύνολο, τότε το F είναι υντηρητικό ακριβώς τότε αν το F είναι ατρόβιλο Το θεώρηµα του Green την γλώα των διανυµατικών πεδίων έχει τις ακόλουθες µορφές ( διατυπώεις 56 Θεώρηµα ( ιανυµατική µορφή του θεωρήµατος του Green Έτω φραγµένος τόπος του R µε κατά τµήµατα οµαλό ύνορο και F : R, F = pi+ qj, ένα C διανυµατικό πεδίο οριµένο ε µια περιοχή του Τότε F ds= ( curlf kdα, ( όπου (,, k = Απόδειξη: Θέτοµε F : R R : F x, y, z = F x, y,, x, y, z R, τότε όπως γνωρίζουµε ορίζουµε ως curlf τον τροβιλιµό του πεδίου F, δηλαδή curlf = = curl F ορ Έχουµε υπολογίει ότι q p curl F = k όπου k = (,, R ( Παρατήρηη της ελίδας 9 Επειδή προφανώς q p curlf k = curl F k = µε αντικατάταη έχουµε το υµπέραµα

7 Σηµείωη Υπενθυµίζουµε ότι µε τον όρο τόπος εννοούµε ένα ανοικτό και υνεκτικό υπούνολο του R 57 Θεώρηµα ( της απόκλιης το επίπεδο Έτω απλά υνεκτικός τόπος : a, R για την το επίπεδο που φράεται από την απλή κλειτή καµπύλη [ ] οποία υποθέτοµε ότι '( t για κάθε t [ a, ] µοναδιαίο κάθετο διάνυµα το ύνορο = [ ] και F ( p, q διανυµατικό πεδίο ε µια περιοχή του τότε ( F nds= divfdα Αν n υµβολίζει το εξωτερικό = είναι ένα Όπου το αριτερό µέλος της ( υµβολίζει το επικαµπύλιο ολοκλήρωµα πρώτου ( y '( t, x( t είδους της βαθµωτής υνάρτηης, t [ a, ] F( ( t, όπου ' t (,, [, ] t = x t y t t a Απόδειξη Το εφαπτόµενο διάνυµα το ( t είναι το '( t = x '( t, y '( t και η εφαπτόµενη ευθεία το έχει εξίωη l t = t + ' t t t, t R (, ' (, ' '( t p x t y t y t q x t y t x t '( t dt = a a (, ' (, ' p x t y t y t q x t y t x t dt = t C Το διάνυµα n είναι κάθετο την ευθεία l ( t το ηµείο ( t και το πρόηµό του επιλέγεται ώτε να αντιτοιχεί προς την εξωτερική κατεύθυνη Έτι το n το ηµείο του δίνεται από τον τύπο, n n ( t ( y '( t, x '( t = Το n ( t '( t '( t = Έπεται ότι pdy qdx ( Επίης p q divfdα= + dxdy ( Από το θεώρηµα του Green και τις ( και ( υµπεραίνουµε ότι F nds= divfdα l, αφού F nds= Παρατήρηη Το γεγονός ότι το πρόηµο του διανύµατος επελέγη ώτε να αντιτοιχεί την εξωτερική κατεύθυνη µπορεί να ερµηνευθεί ως εξής: Η γραµµική ϕ : x, y R y, x R, τρέφει κατά την αρνητική φορά το απεικόνιη

74 διάνυµα y κατά υµβολιµό, αφού τότε ( π, π είναι το π π Αυτό φαίνεται καλύτερα αν χρηιµοποιήουµε µιγαδικό ϕ z = iz ( z= x+ yi και το πρωτεύον όριµα του i το Έτι το εφαπτόµενο διάνυµα '( t x '( t, y '( t καµπύλης, τρέφεται κατά την αρνητική φορά κατά ( y '( t, x '( t Με κανονικοποίηη παίρνουµε το η Παραδείγµατα Έτω F ( xy, y x ( curlf = της π και υνεπώς γίνεται = + Υπολογίτε το ολοκλήρωµα kdα, πάνω το χωρίο του πρώτου τεταρτηµόριου που φράεται από τις y= x και y = x Λύη Πρώτα υπολογίζουµε τον τροβιλιµό του F x, y, z = xy, y+ x,, που είναι, curl F F F F curlf = curl F = xy k = =,, = (,, x = ( Άρα Έπεται ότι, xy k F, ιοδύναµα, του curlf k = xy Η υνάρτηη αυτή ολοκληρώνεται πάνω το που είναι χωρίο τύπου µε την χρήη ενός διαδοχικού ολοκληρώµατος x ( x dxdy= ( x dy dx x = y xy dx = x x 5 x x x + x dx= + = 4 6 (Εδώ θεωρούµε το ως χωρίο τύπου, {, : και } = x y x x y x Μπορούµε επίης να υπολογίουµε πρώτα το επικαµπύλιο ολοκλήρωµα F ds, όπου είναι το ύνορο του χωρίου ( δες το χήµα και κατόπιν χρηιµοποιώντας την διανυµατική µορφή του θεωρήµατος του Green να έχουµε το ζητούµενο ολοκλήρωµα Το θετικά προανατολιµένο ύνορο του είναι το «άθροιµα» των καµπυλών και, ( t = t t t και ( t = ( t, t, t [,] Έτι έχουµε: F ds= F ds F ds, = +, όπου [ ],,, ( ' F ds= F t t dt =

75 F ( x ( t ' ', y ( t ( x ( t, y ( t dt 4 = (, (, = (, + (, 5 ( = t + t + t dt 4 = + + = 6 ' ( F t t t dt t t t t t dt ' ' F ds= F t t dt = F x ( t, y ( t x t, y t dt = ( t, t (, dt = ( t Εποµένως, ( = F ( t, t (, 5 + t dt = + = 4 4 4 5 F ds= = και από την διανυµατική µορφή του θεωρήµατος 4 Green Έτω F ( y, x 5 curlf kdα= F ds= = Να υπολογιθεί το επικαµπύλιο ολοκλήρωµα ( πρώτου είδους F nds το ύνορο του µοναδιαίου τετραγώνου Επειδή, µηδέν Λύη Από το θεώρηµα της απόκλιης έχουµε: 5 ( y ( x F nds= divf dα divf = + =, άρα το ζητούµενο ολοκλήρωµα ιούται µε dt