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2.第二型曲面积分

(2018-12-18 22:47:48)

§2. 第二型曲面积分

    掌握曲面侧的概念。掌握第二型曲面积分的定义和计算公式(特别要注意参数方程给出的光滑曲面的计算公式中正负号的选择)。了解两种曲面积分的关系。

重点习题:例1、例2

难点:将第二型曲面积分化为重积分时如何确定正负号。

显性形式时,法线方向与坐标轴正向成锐角时取正号,钝角时取负号。

参数方程时,利用一点定向法。

http://s7/mw690/006XVHfDzy7J7DmbCmy76&690


奥古斯特·费迪南德·莫比乌斯, 德国数学家和天文学家。(17901117-1868926)

莫比乌斯最著名的成就是发现了三维欧几里德空间中的一种奇特的二维单面环状结构——后人称为莫比乌斯带。其他重要的成就包括在射影几何中引进齐次坐标系、莫比乌斯变换Moebius Transformations),数论中的莫比乌斯变换(Moebius transform)、莫比乌斯函数、莫比乌斯反演公式(Moebius inversion formula)等。

莫比乌斯最初学法学,1809年转向数学 。从1809年到1814年他在莱比锡大学学数学并获博士学位。1814年在莱比锡任天文学教师 。1815年他获得教授资格,一年后在高斯的推荐下成为特级教授和莱比锡天文台的观测员。1846年他成为王家萨克森科学院建立成员之一。1848年他成为莱比锡天文台台长。1868926日逝世于莱比锡

莫比乌斯的父亲约翰·海因里希·莫比乌斯是南姆堡附近一个小镇上的舞蹈教师,他在莫比乌斯三岁时逝世。莫比乌斯的母亲是宗教改革领袖马丁·路德的后裔。他于182046日结婚,他的夫人多萝西娅原名罗特。两人有一男一女。

 

公元1858年,德国数学家莫比乌斯Mobius17901868)和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质。普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸带被称为莫比乌斯带(也就是说,它的曲面只有一个)。

麦比乌斯圈的概念被广泛地应用到了建筑,艺术,工业生产中。运用麦比乌斯圈原理我们可以建造立交桥和道路,避免车辆行人的拥堵。 

一、1979年,美国著名轮胎公司百路驰创造性地把传送带制成麦比乌斯圈形状,这样一来,整条传送带环面各处均匀地承受磨损,避免了普通传送带单面受损的情况,使得其寿命延长了整整一倍。 

二、针式打印机靠打印针击打色带在纸上留下一个一个的墨点,为充分利用色带的全部表面,色带也常被设计成麦比乌斯圈。 

三、在美国匹兹堡著名肯尼森林游乐园里,就有一部“加强版”的云霄飞车——它的轨道是一个麦比乌斯圈。乘客在轨道的两面上飞驰。 

 

四、麦比乌斯圈循环往复的几何特征,蕴含着永恒、无限的意义,因此常被用于各类标志设计。微处理器厂商Power Architecture的商标就是一条麦比乌斯圈,甚至垃圾回收标志也是由麦比乌斯圈变化而来。

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