曲线积分与曲面积分

前面几章在区域上积分,本章转向在曲线和曲面上积分。定义看起来突然变复杂——曲线积分中的 ds\mathrm{d}s 怎么来的、曲面积分中 dS dx\mathrm{d}S\,dx 是什么意思——但本质都是「在被积对象上累加」。

第一类曲线积分与第二类曲线积分的区别在于是否定向:前者只累加数值,后者累加向量在指定方向上的投影。曲面积分同样有第一类(对面积)与第二类(对坐标)之分,两类都建立在参数化之上。

本章的核心是三个公式:格林公式把平面闭曲线积分化为二重积分,高斯公式把闭曲面积分化为三重积分,斯托克斯公式把曲面积分化为曲线积分。它们把不同维度的积分联系起来,是整个多元微积分最有力的工具,也是后续学习电磁学与流体力学的基础。

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