设R是一区域,若属于R内任一简单闭曲线的内部都属于R,则称R为单连通区域。更通俗地说,单连通区域是没有“洞”的区域,多连通区域是有“洞”的区域。

格林公式的有效性

  通过上章的内容,我们知道格林公式有两种表达:

  尽管物理意义不同,但数学上是相同的,都是把线积分转换为R区域的二重积分。格林公式的成立有个前提条件——向量场需要在R区域处处有定义,更严格地说是F和其导数在R区域处处有定义。如果有一点在向量场中没有定义,就不能简单地使用格林公式,例如:

  F在除原点以外都有意义,且在任意位置旋度都为0。如果在原点处也有定义,这将是个保守场。此时有两种情况,曲线包围了原点和曲线在原点之外:

  其中C1是独立路径,它的线积分是0;但是C2只能使最原始的线积分计算。

格林公式的扩展

  如果在C2的上挖去原点,那么新的R区域就又满足了格林公式,此时如何计算线积分?

  如果将连条曲线用两个方向相反的向量链接起来,C和C’就变成了互相联通的一条曲线,如下图所示:

  点从C’上的一点出发,经过L1走到C,最后经过L2回到C’,完成路径的遍历,其中L1和L2由于方向相反而互相抵消。所以,R区域的线积分相当于新连通曲线的线积分:

连通区域

  上一节的R区被称为多连通区域,与之相对的是单连通区域。通俗地说,单连通区域是没有“洞”的区域,多连通区域是有“洞”的区域,这个洞必须在R上:

  如果在连通区域的R上向量场处处有定义且处处可导,就可以使用格林公式或其扩展形式。


作者:我是8位的

出处:http://www.cnblogs.com/bigmonkey

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