- •Содержание Двойной и тройной интегралы.
- •1 Двойной интеграл. Объем цилиндрического тела.
- •2 Свойства двойных интегралов
- •3 Вычисление двойного интеграла
- •4 Двойной интеграл в полярных координатах
- •5 Вычисление площади поверхности
- •6 Вычисление площадей и объёмов посредством двойного интеграла
- •Криволинейные интегралы первого и второго рода.
- •1 Криволинейный интеграл второго рода по координатам
- •7. Тройной интеграл
- •8. Физические приложения двойных и тройных интегралов
- •2 Вычисление криволинейного интеграла по координатам
- •3 Криволинейный интеграл первого рода (по длине дуги)
- •4 Основные свойства криволинейного интеграла первого рода
- •5. Формула Грина.
- •7 Поверхностные интегралы
- •8 Вычисление поверхностного интеграла
- •9 Формула Стокса
- •Элементы теории поля.
- •1 Скалярное поле. Производная по направлению. Градиент
- •2 Векторное поле. Поток и дивергенция поля
- •3 Циркуляция и ротор векторного поля
- •4. Оператор Гамильтона и его применение.
- •Дифференциальные уравнения
- •1. Основные понятия. Дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными.
- •2. Однородные уравнения
- •5. Интегрирование дифференциальных уравнений высших порядков.
- •6. Составление дифференциального уравнения по заданной фундаментальной системе решений.
- •7. Линейные неоднородные уравнения с постоянными коэффициентами. Метод подбора.
- •8. Уравнение Эйлера
- •9. Линейные системы дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами
- •Теория функций комплексного переменного.
- •1. Комплексные числа
- •2. Непрерывные функции комплексного переменного
- •3. Дифференцирование функций. Условие Коши-Римана.
- •4 Сопряжённые гармонические функции
- •5 Конформное отображение
- •6 Постоянство растяжений
- •7 Интеграл по комплексному переменному
- •8 Ряд Лорана
- •9 Классификация изолированных особых точек
- •10 Вычеты
- •11. Вычисление интегралов при помощи вычетов
- •12. Вычисление интегралов, содержащих показательную функцию
- •13. Задачи по Теории Функции Комплексного Переменного
4 Сопряжённые гармонические функции
Пусть
дифференцируема в области
и пусть
и
имеют непрерывные частные производные
до второго порядка включительно. Тогда
(10)
Складывая
эти равенства получаем

Аналогично

Действительная
функция
имеющая в области
непрерывные частные производные второго
порядка и удовлетворяет уравнениям
(10) называется гармонической на области
.
А сами уравнения (10) называются уравнениями
Лапласа.
Теорема.
Для
дифференцируемой функции
в области
необходимо и достаточно, чтобы
и
были сопряжёнными гармоническими в
этой области, т.е. зная одну из функций
,
можно в односвязной области найти другую
функцию.
Пример.
Найти
дифференцируемую функцию
,
если
.



;


Данная функция дифференцируема во всей комплексной области.
5 Конформное отображение
Пусть
функция
дифференцируема в некоторой точке
и




Пусть
дифференцируема в некоторой окрестности
точки
и
.
Рассмотрим
гладкую кривую
.
,

,

- угол, образуемый
касательной к кривой
в точке
и положительным направлением действительной
оси в плоскости
.

- образ кривой
при отображении
.
- образ точки
.
По правилу дифференцирования сложной функции
(1)
Т.к.
,
то
,
т.е. кривая
имеет касательную в точке
.
Пусть
,
тогда
,
т.е.
(2)
Величина
называется углом поворота
в точке
при отображении
.
Из (1)
и (2) следует если
,
то угол поворота в точке
не зависит от вида и направления кривой
и равен
,
т.е. все кривые, проходящие через точку
поворачиваются при отображении
,
на один и тот же угол, равный аргументу
производной в точке
.
Т.о.
отображение
,
где
дифференцируемая в окрестности точки
функция,
сохраняет углы между кривыми, проходящими
через
не только по величине, но и по направлению
отсчёта.
6 Постоянство растяжений


Пусть
дифференцируема в некоторой окрестности
точки
и
.
Рассмотрим произвольную точку
кривой
,
расположенную достаточно близко к
.


Из определения производной следует
,
где
при

(3)
Пусть
,
где
- фиксировано.
Окружность
переходит при отображении
в кривую, которая мало отличается от
окружности
.
Отображение
с точностью до малых более высокого
порядка, чем
растягивает круг
в
раз. Величина
называется линейным растяжением кривой
в точке
при отображении
.
Вывод:
Линейное
растяжение в точке
не зависит от вида и направления кривой
и равно
.
Отображение
называется конформным в точке
если оно сохраняет углы между кривыми
и обладает свойством постоянства
растяжений в точке
.
Замечание:
Условие
означает, что екобеан отображения
в точке
отличен от нуля.
Отображение
эквивалентно действительному отображению
(4)




Если
,
то
7 Интеграл по комплексному переменному
Кривая
(линия Жордана) называется гладкой, если
она имеет непрерывно изменяющуюся
касательную. Кривая называется
кусочногладкой, если она состоит из
конечного числа гладких дуг.
непрерывна в некоторой области
.
- произвольная гладкая кривая, лежащая
в области
.
Рассмотрим дугу кривой с началом в точке
и с концом в точке
.
Разделим эту дугу на
частей произвольными точками
расположенных последовательно и
составляющих их сумму
;

Пусть
- наибольшая из величин
.
Если
,
то
и сумма
стремится к некоторому пределу (интегралу)
Если
,
то
сводится к двум криволинейным интегралам
от действительных функций

Пусть
- кусочногладкая линия, состоящая из
гладких частей
,
тогда интеграл по этой линии
Теорема Коши для случая непрерывной производной.
Пусть
дифференцируема в конечной односвязной
области
и
непрерывна в области
,
тогда
по любой замкнутой кривой
лежащей в области
равен нулю.
Замечание и дополнение к теореме Коши.
Следствие 1.
Если
дифференцируема в конечной односвязной
области
,
то
не зависит от пути интегрирования
.
Кривую
можно деформировать в области
,
оставляя концы неподвижными и не меняя
значения интеграла.
Пусть
граница
многосвязной области
состоит из замкнутой кусочногладкой
кривой
и попарно непересекаемых замкнутых
кусочногладких кривых
расположенных внутри
,
где кривые
ориентированы так, что при обходе каждой
из них область
остаётся слева (положительное направление
обхода границы области
).
Интеграл и первообразная
Если
не зависит от пути интегрирования, то
,
где
- начальная точка
,
а
- конечная точка кривой
.
Пусть
фиксирована, тогда интеграл является
функцией от
.

Теорема.
Пусть
непрерывна в конечной области
и пусть
по любой замкнутой кривой лежащей в
области
равен нулю, тогда
,
где
,


Теорема.
Если
дифференцируема в конечной односвязной
области
,
то она имеет в этой области первообразную.
Теорема.
Совокупность
всех первообразных функций
в области
определяется формулой
,
где
- какая-нибудь первообразная функции
,
а
- произвольная постоянная.
Опираясь на данные теоремы мы можем использовать формулу Ньютона-Лейбница

При
удовлетворении данных теорем справедливы
формулы интегрирования по частям





