从生活实例讲高斯公式与斯托克斯公式
2016-04-19周正松
课程教育研究·下 2016年3期
周正松



【摘要】高斯公式和斯托克斯公式是多元微积分中的两个非常重要的公式,然而在学习时并不容易理解和掌握,本文通过引入生活实例加图例的方法,对这两个公式以及散度和旋度概念进行了形象直观的阐述,使之更容易接受和理解,并能灵活应用到实际问题中。
【关键词】高斯公式 斯托克斯公式 散度旋度
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)03-0140-02
在理工科教学中,高斯公式和斯托克斯公式是高等数学课程中两个非常重要的公式,对学生理解曲线、曲面积分,以及后续专业课程如电磁学、数学物理方程的学习都起着相当重要的作用,同时这两个公式也是考研数学中的热门考点。在国内大学通用的同济大学数学系编著的《高等数学》[1]教材中,讲到高斯公式和斯托克斯公式这部分内容时,都是先直接给出定理,然后加以证明并介绍其应用。然而在具体课堂教学时,要用这种方式讲好这部分内容,使学生能比较轻松地接受和理解它们,并不是一件容易的事情。为了使学生更好地理解并灵活应用它们,本文通过引入生活实例加图例的方法,对这两个公式以及散度和旋度概念进行了形象直观的阐述。
一、高斯公式与散度
设空间闭区域是由分片光滑的闭曲面所围成,若函数 P( x,y,z) ,Q( x,y,z) 与R( x,y,z)在上具有一阶连续偏导数,则有高斯公式(散度公式):
在日常生活中,我们经常见到如图1-3用榔头钉钉子,灯泡或太阳向四周辐射光线,点燃的烟花向周围爆炸等现象。……
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