Λογισμός 4 Ενότητα 14

Σχετικά έγγραφα
ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 6: Εφαρμογές του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 18

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 5: Το Θεώρημα του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 13

Λογισμός 4 Ενότητα 12

Λογισμός 4 Ενότητα 16

Λογισμός 4 Ενότητα 10

Λογισμός 4 Ενότητα 17

Λογισμός 4 Ενότητα 19

Λογισμός 4. Ενότητα 9: Παραδείγματα από άλλες αλλαγές. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 15

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 2: Ορισμός του ολοκληρώματος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 3: Το Θεώρημα του Lebesgue. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 11

Λογισμός 4. Ενότητα 4: Ιδιότητες του Ολοκληρώματος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 8: Αλλαγή μεταβλητών. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 13: Τύπος του Taylor. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Λογισμός 3. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 1: Τοπολογία των Ευκλείδειων χώρων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 5:Θεώρημα ακραίων τιμών και θεώρημα ενδιάμεσων τιμών- Ομοιόμορφη συνέχεια. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 17: Απόδειξη Θεωρήματος Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 7: Κλίση και παράγωγος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 8: Ιδιότητες της κλίσης, Κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 10: Παραγώγιση Διανυσματικών Συναρτήσεων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 11: Κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 12:Οι κλασικοί μετασχηματισμοί και ο κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 4:Συνέχεια διανυσματικών συναρτήσεων-ιδιότητες της συνέχειας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 9: Ιδιότητες της κλίσης. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 16: Θεώρημα Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

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

Ιστορία της μετάφρασης

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 6: Μερικές παράγωγοι. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 15: Τοπικά ακρότατα υπό συνθήκες. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 14: Τοπικά ακρότατα. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 16: Ολοκλήρωση Τριγωνομετρικών Συναρτήσεων, Γενικευμένα Ολοκληρώματα Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Παράκτια Τεχνικά Έργα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 7: Μορφές αγοράς και συγκέντρωση των ΜΜΕ

Λογισμός 3. Ενότητα 3: Όρια και συνέχεια συναρτήσεων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Ιστορία της μετάφρασης

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γεωργική Εκπαίδευση Ενότητα 9

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Αξιολόγηση μεταφράσεων ιταλικής ελληνικής γλώσσας

Οδοποιία IΙ. Ενότητα 14: Υπόδειγμα σύνταξης τευχών θέματος Οδοποιίας. Γεώργιος Μίντσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 9: Εταιρική διασπορά και στρατηγικές τιμολόγησης

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Αξιολόγηση και ανάλυση της μυϊκής δύναμης και ισχύος

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Ενότητα 6: Ακρότατα συναρτησιακών διανυσματικών συναρτήσεων. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Διοικητική Λογιστική

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Διπλωματική Ιστορία Ενότητα 2η:

Επιμέλεια μεταφράσεων και εκδοτικός χώρος

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Στρατηγικό Μάρκετινγκ

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Φ 619 Προβλήματα Βιοηθικής

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Λογιστική Κόστους Ενότητα 10: Ασκήσεις Προτύπου Κόστους Αποκλίσεων.

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 8: Εφαρμογές Σειρών Taylor. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Θέματα Αρμονικής Ανάλυσης

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Συμπεριφορά Καταναλωτή

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ενότητα 14: Το θεώρημα του Green. Μιχ. Γ. Μαριάς

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Περιεχόμενα ενότητας 1. Το θεώρημα του Green. i. Διανυσματική μορφή του Green. ii. Το θεώρημα της απόκλισης στο επίπεδο. 4

Σκοποί ενότητας Αποδεικνύεται το βασικό θεώρημα Green που σε ορισμένες περιπτώσεις, συνδέει το επικαμπύλιο ολοκλήρωμα με το διπλό ολοκλήρωμα, και το πόρισμα του δηλαδή το θεώρημα της απόκλισης. 5

Θεώρημα του Green (1) Το ακόλουθο θεώρημα είναι το κεντρικό θεώρημα των επικαμπύλιων ολοκληρωμάτων. Θεώρημα 1 (Green) Αν το χωρίο R 3 είναι τύπου 3 και P, Q: R είναι C 1, τότε Pdx + Qdy Απόδειξη: Αρκεί να δείξουμε ότι = x Q y P dxdy. και Pdx = y Pdxdy, 1 6

Θεώρημα του Green (2) Qdy = x Qdxdy, 2 Ας δείξουμε την (1).Η (2) είναι παρόμοια. Κοιτάζουμε το Σχήμα 1 και παραμετρικοποιούμε το ως εξής: = γ 1 + γ 2 + γ 3 + γ 4, όπου γ 1 t = t, φ 1 t, t a, b, αφού η γ 1 είναι το γράφημα της φ 1. 7

Θεώρημα του Green (3) Σχήμα 1 8

Θεώρημα του Green (4) Στην συνέχεια, γ 2 t = b, t, t φ 1 b, φ 2 b, και γ op 3 t = t, φ 2 t, t a, b Τέλος, γ op 3 t = a, t, t φ 1 b, φ 2 b. Με Fubini έχουμε b φ 2 x y Pdxdy = dx y P x, y dy a φ 1 x = P x, φ 2 x P x, φ 1 x dx a b, 3 9

Θεώρημα του Green (5) Από την παραμετρικοποίηση του συνόρου συνάγεται ότι Pdx = Pdx γ 1 + Pdx γ 2 + Pdx γ 3 + Pdx γ 4 = Pdx + Pdx x t = επι των γ 2, γ 4 γ 1 γ 3 = P γ 1 t x t dt a b = P t, φ 1 t x t dt a b b P γ 3 t x t dt a b P t, φ 2 t x t dt a = y Pdxdy. 1

Θεώρημα του Green (6) Παράδειγμα 1: Αν P x, y = x, Q x, y = y, και Α = D,1, να γίνει επαλήθευση του Green. Λύση: Επί της περιφέρειας D = S,1, έχουμε x = συνt και y = ημt. Άρα 2π 2π Pdx + Qdy = x t x t dt + y t y t dt D 2π = συνt ημtdt Επίσης, x Q x, y y P x, y + ημtσυνtdt 2π =, άρα =. D x Q y P dxdy =. 11

Θεώρημα του Green (7) Παρατήρηση: Ο Green εφαρμόζεται σε μια κατηγορία χωρίων σαφώς μεγαλύτερη από αυτή των πεδίων τύπου 3. Εφαρμόζεται π.χ. σε χωρία που δεν είναι τύπου 3, αλλά διασπώνται σε τέτοια. Το κλασικό παράδειγμα είναι ο δακτύλιος του Σχ. 2. Σχήμα 2 12

Θεώρημα του Green (8) Παράδειγμα 2 (Εμβαδόν χωρίου): Αν R 2, και ο Green εφαρμόζεται, τότε το εμβαδόν του δίνεται από το επικαμπύλιο ολοκλήρωμα = 1 xdy ydx. 2 Πράγματι, θέτοντας P = y και Q = x, έχουμε xdy ydx = Qdy + Pdx = x Q y P dxdy = 1 + 1 dxdy = 2. 13

Θεώρημα του Green (9) Παράδειγμα 3: Αν Α είναι το υπο-κυκλοειδές x 3/2 + y 3/2 = 1, του Σχ.3, τότε χρησιμοποιώντας την παραμετρικοποίηση x = συν 3 t και y = ημ 3 t, t να υπολογιστεί το εμβαδόν του.,2π Σχήμα 3 14

Θεώρημα του Green (1) Λύση: Έχουμε = 1 2 xdy ydx = 1 2 2π x t y t y t x t = συν 3 t ημ 3 t ημ 3 t συν 3 t dt 2π 2π = 3 συν 4 t ημ 2 t ημ 4 tσυν 2 t dt 2π = 3 συν 2 tημ 2 t συν 2 t + ημ 2 t dt = 3 συν 2 tημ 2 tdt 2π = 3 8 π, όπου το τελευταίο ολοκλήρωμα υπολογίζεται περνώντας π.χ. στα διπλάσια τόξα. dt = 15

Διανυσματική μορφή του Green (1) Αν το F = Pi + Qj είναι C 1 και το χωρίο Α είναι καλό, τότε F = rotf, k dxdy = F, k dxdy όπου η περιστροφή ή η στροφή rotf = F, δίνεται ως γνωστόν από τον τύπο: i j k rotf = F = x y z P Q = z Qi + z Pj + x Q y P k = x Q y P k, αφού τα P, Q είναι ανεξάρτητα του z., 16

Διανυσματική μορφή του Green (2) Συνεπώς F, k = x Q y P k, k = x Q y P. Άρα, από τον Green, F, k dxdy = x Q y P dxdy = F Παράδειγμα 4: Έστω Α το χωρίο του πρώτου τεταρτημορίου που φράσσεται από τις καμπύλες y = x 2 και y = x (Σχ.4), και F = xy 2, x + y. 1. Χρησιμοποιώντας διπλά ολοκληρώματα, να υπολογιστεί το. I = F, k dxdy. 17

Διανυσματική μορφή του Green (3) 2. Να υπολογιστεί το I με τη βοήθεια του Green. Σχήμα 4 18

Διανυσματική μορφή του Green (4) Λύση: (1) Έχουμε και (2) Έχουμε F, k = 1 2xy, 1 2xy dxdy 1 = dx x x 2 = y xy 2 y=x y=x 2 dx 1 = x x 2 x 3 x 5 dx 1 1 2xy dy = 1 12. 19

Διανυσματική μορφή του Green (5) rotf, k dxdy = F όπου και για t,1. = Qdy + Pdx + Qdy + Pdx op γ 1 γ 2 = Qdy + Pdx γ 1 Qdy + Pdx γ 2, γ 1 t = x 1 t, y 1 t = t, t 2, γ 2 t = x 2 t, y 2 t = t, t, 2

Διανυσματική μορφή του Green (6) Άρα F 1 = x 1 t + y 1 t y 1 t + x 1 t y 2 1 t x 1 t dt x 2 t + y 2 t y 2 t + x 2 t y 2 2 t x 2 t dt 1 = t + t 2 2t + tt 4 dt 1 1 = t 5 + t 3 + 2t 2 2t dt 1 t + t + tt 2 dt = = 1 6 + 1 4 + 2 3 1 = 1 12. 21

Το θεώρημα της απόκλισης στο επίπεδο (1) Μία επαναδιατύπωση του θεωρήματος Green είναι το επόμενο θεώρημα της απόκλισης. Θυμίζουμε ότι η απόκλιση ενός πεδίου F = Pi + Qj είναι η πραγματική συνάρτηση divf = x P + y Q. Θεώρημα 1: Αν το F = Pi + Qj είναι ένα C 1 διανυσματικό πεδίο και το χωρίο Α είναι π.χ. ανοιχτό με C 1 σύνορο, τότε F, n = divfdxdy όπου n είναι η εξωτερική μοναδιαία κάθετος στο (Σχ.5), 22

Το θεώρημα της απόκλισης στο επίπεδο (2) Σχήμα 5 23

Το θεώρημα της απόκλισης στο επίπεδο (3) Απόδειξη: Αν γ t = x t, y t, t,1, είναι μια παραμετρικοποίηση του συνόρου, τότε η μοναδιαία κάθετος n δίνεται ως γνωστόν από τον τύπο n t = y t i x t j x t 2 + y t 2. Πράγματι, n t 2 = n t, n t = y t 2 + x t 2 x t 2 + y t 2 = 1 και το n t είναι κάθετο στην εφαπτομένη γ t της καμπύλης: 24

Το θεώρημα της απόκλισης στο επίπεδο (4) n t, γ t 1 = x t 2 + y t 2 =. Επομένως, από τον ορισμό έχουμε = 1 1 F, n Py t 1 y t i x t j, x t i + y t j = F, n γ t γ t dt Qx t x t 2 + y t 2 = Py t Qx t dt x t 2 + y t 2 dt = Pdy Qdx 25

Το θεώρημα της απόκλισης στο επίπεδο (5) = y P + x Q dxdy = divfdxdy όπου στο προτελευταίο ολοκλήρωμα χρησιμοποιήσαμε Green., 26

Βιβλιογραφία 1. Γ. Γεωργανόπουλος, Ολοκληρωτικός Λογισμός Πολλών Μεταβλητών, Εκδόσεις Αδελφοί Κυριακίδη, Θεσσαλονίκη, 1995. 2. Τ. Χατζηαφράτης, Απειροστικός Λογισμός σε Πολλές Μεταβλητές, Αθήνα, 1996. 3. J. Marsden,. Tromba, Διανυσματικός Λογισμός, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2. 4. M. Spivac, Λογισμός σε Πολλαπλότητες, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 1994. 27

Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Μιχάλης Μαριάς. «. Ενότητα 14: Το θεώρημα του Green». Έκδοση: 1.. Θεσσαλονίκη 214. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://eclass.auth.gr/courses/ocrs437/

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά - Παρόμοια Διανομή [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4./

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: Αναστασία Γ. Γρηγοριάδου Θεσσαλονίκη, Εαρινό εξάμηνο 214-215