Thursday, February 27, 2014

哈密顿算符 矢量的旋度是环流面密度的最大值,与面元的取向有关; 散度物理意义:对流体来说,就是流体的形状虽然改变,但是由于散度为0,则其面积或体积不变

矢量的旋度是环流面密度的最大值,与面元的取向有关


【引用】梯度、散度和旋度的定义及公式表达作者: 李夏曦Summmmmer
梯度、散度和旋度的定义及公式表达

梯度是个向量
梯度、散度和旋度的定义及公式表达 - 雅然 - 释然
或表示为
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散度是个标量
设有一个向量场
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通量可写为
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则散度
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并有运算关系式
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旋度是个向量
rotA或curlA

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或可以写成
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例如求F沿路径r做的功
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矢量的环流:矢量沿闭合回路的线积分称为环流

说明:哈密顿算符? ,只是个符号,直接作用函数表示梯度,?dotA点乘函数(矢量)表示散度,?XA叉乘函数(矢量)表旋度。

散度指流体运动时单位体积的改变率。简单地说,流体在运动中集中的区域为辐合,运动中发散的区域为辐散。 其计算也就是我们常说的“点乘”。 散度是标量,物理意义为通量源密度。
散度物理意义:对流体来说,就是流体的形状虽然改变,但是由于散度为0,则其面积或体积不变。如下式
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梯度物理意义:最大方向导数(速度)
散度物理意义:对流体来说,散度指流体运动时单位体积的改变率。就是流体的形状虽然改变,但是由于散度为0,则其面积或体积不变。
旋度物理意义:旋度是曲线,向量场旋转的程度。矢量的旋度是环流面密度的最大值,与面元的取向有关。

 
附:
散度为零,说明是无源场;散度不为零时,则说明是有源场(有正源或负源)
若你的场是一个流速场,则该场的散度是该流体在某一点单位时间流出单位体积的净流量. 如果在某点,某场的散度不为零,表示该场在该点有源,例如若电场在某点散度不为零,表示该点有电荷,若流速场不为零,表是在该点有流体源源不绝地产生或消失(若散度为负).
一个场在某处,沿着一无穷小的平面边界做环积分,平面法向量即由旋度向量给定,旋度向量的长度则是单位面积的环积分值.基本上旋度要衡量的是一向量场在某点是否有转弯.
                     欧 拉 定 理
在数学历史上有很多公式都是欧拉(Leonhard Euler 公元1707-1783年)发现的,它们都叫做

  欧拉公式,它们分散在各个数学分支之中。

  (1)分式里的欧拉公式:

  a^r/(a-b)(a-c)+b^r/(b-c)(b-a)+c^r/(c-a)(c-b)

  当r=0,1时式子的值为0

  当r=2时值为1

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  当r=3时值为a+b+c

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  (2)复变函数论里的欧拉公式:

  e^ix=cosx+isinx,e是自然对数的底,i是虚数单位。

  它将三角函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有非常重要的地位。

  将公式里的x换成-x,得到:

  e^-ix=cosx-isinx,然后采用两式相加减的方法得到:

  sinx=(e^ix-e^-ix)/(2i),cosx=(e^ix+e^-ix)/2.

  这两个也叫做欧拉公式。将e^ix=cosx+isinx中的x取作∏就得到:

  e^i∏+1=0.

  这个恒等式也叫做欧拉公式,它是数学里最令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个数学联系到了一起:两个超越数:自然对数的底e,圆周率∏,两个单位:虚数单位i和自然数的单位1,以及数学里常见的0。数学家们评价它是“上帝创造的公式”,我们只能看它而不能理解它。

  (3)三角形中的欧拉公式:
设R为三角形外接圆半径,r为内切圆半径,d为外心到内心的距离,则:

  

  d^2=R^2-2Rr

  (4)拓扑学里的欧拉公式:

  V+F-E=X(P),V是多面体P的顶点个数,F是多面体P的面数,E是多面体P的棱的条数,X(P)是多面体P的欧拉示性数。

  如果P可以同胚于一个球面(可以通俗地理解为能吹胀而绷在一个球面上),那么X(P)=2,如果P同胚于一个接有h个环柄的球面,那么X(P)=2-2h。

  X(P)叫做P的欧拉示性数,是拓扑不变量,就是无论再怎么经过拓扑变形也不会改变的量,是拓扑学研究的范围。

  (5)初等数论里的欧拉公式:

  欧拉φ函数:φ(n)是所有小于n的正整数里,和n互素的整数的个数。n是一个正整数。

  欧拉证明了下面这个式子:

  如果n的标准素因子分解式是p1^a1*p2^a2*……*pm^am,其中众pj(j=1,2,……,m)都是素数,而且两两不等。则有

  φ(n)=n(1-1/p1)(1-1/p2)……(1-1/pm)

  利用容斥原理可以证明它。


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