Aptarimas:Matematika/Gauso formulė

Gauso formule atrodo kaip pilstymas is tuscio i kiaura.

Pavyzdžiai

keisti
Vaizdas:Pavirsinisintris427.jpg
427.
  • Apskaičiuoti tūrį V kūno (piramidės), kurį riboja plokštuma   ir sienos  ,  ,  . (pav. 427). Trikampio ABC Viršunės yra A(3; 0; 0), B(0; 2; 0) ir C(0; 0; 6). Piramidės AOBC viršunės yra A(3; 0; 0), O(0; 0; 0), B(0; 2; 0) ir C(0; 0; 6). Iš karto matosi, kad piramidės tūris yra  
Randame:
 
 
Dar Randame:
 
 
 
 
 


 


Trikampio plotą galima surasti ir klasikiniu budu. Ieškomas plotas yra trikampis ABC, kurio taškai yra A(3; 0; 0), B(0; 2; 0) ir C(0; 0; 6). Pavadiname atkarpas AB=a, BC=b, CA=c; OA=d=3, OB=e=2, OC=f=6. Koordinačių pradžios taškas yra O(0; 0; 0). Randame trikampio ABC kraštinių ilgius:
 
 
 
Toliau randame trikampio ABC pusperimetrį   ir plotą:
 
 
Vadinasi šiame pavyzdyje ieškomas buvo ne trikampio plotas.

Integravime pagal paviršiaus plotą taikomos išvestinės todėl patikrinimas neteisingas

keisti
  • Pavyzdis. Apskaičiuoti integralą   pagal išorinę pusę sferos  
Taikydami formulę Gauso - Ostragradksio, gauname:
 
 
 
Patikrinsime apskaičiuodami   ir   sumą.
 
 
 
 
Pasinaudodami internetiniu integratoriumi, gauname, kad
 
Toliau pritaikydami ribas, kai   artėja į  , gauname:
 
 
 
Kadangi,  , tai   Todėl,
 
Vadinasi,
 
 


Integravime pagal paviršiaus plotą taikomos išvestinės todėl patikrinimas neteisingas 2

keisti
  • Pavyzdis. Apskaičiuoti integralą   pagal išorinę pusę sferos  
Taikydami formulę Gauso - Ostragradksio, gauname:
 
 
 
Patikrinsime apskaičiuodami   ir   sumą.
 
 
 
 
Pasinaudodami internetiniu integratoriumi, gauname, kad
 
 
 
 
Kadangi reikia dviejų rutulio pusrutulių (teigiama ir neigiama Ox kryptimi), tai
 
Kadangi, pagal sąlyga bus   tai
 

Pasirodo įmanoma

keisti
  • Pavyzdis. Apskaičiuoti integralą   pagal išorinę pusę sferos  
Taikydami formulę Gauso - Ostragradksio, gauname:
 
 
 
Patikrinsime apskaičiuodami   ir   sumą.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gautas tūris nesutampa su Gauso formulės logika.
Pastaba. Rutulio paviršiaus ploto neįmanoma apskaičiuoti nei cilindinėse, nei sferinėse koordinatėse. Bandydami, gauname:
 
 
 
 
 
 
  cilindinėse ir polinėse koordinatėse;
internetinio integratoriaus  
 
 
Taigi, visas rutulio paviršiaus plotas susideda iš dviejų pusrutulių, todėl
 
Kitaip patikrinsime apskaičiuodami   ir   sumą.
 
 
 
 
Pasinaudodami internetiniu integratoriumi, gauname, kad
 
 
 
 
Kadangi reikia dviejų rutulio pusrutulių (teigiama ir neigiama Ox kryptimi), tai
 
Kadangi, pagal sąlyga bus   tai
 

Gal blogas pavyzdis

keisti
  • Pavyzdis. Apskaičiuoti integralą   pagal išorinę pusę sferos  
Taikydami formulę Gauso, gauname:
 
 
 
Dar viską reikia padalinti iš 3, kad gauti teisingai:
 
Kitaip patikrinsime apskaičiuodami  
 
 
 
 
Pasinaudodami internetiniu integratoriumi, gauname, kad
 
 
 
Kadangi reikia dviejų rutulio pusrutulių (teigiama ir neigiama Ox kryptimi), tai
 
Atsakymai   ir   nesutampa, todėl tokie skaičiavimai neturi prasmės (Gauso formulė gali būti arba neteisinga arba turi labai mažai pritaikymo pavyzdžių).
Grįžti į "Matematika/Gauso formulė" puslapį.