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文档简介

,第八节(4),一、无旋场,二、无源场,三、调和场,几种特殊重要的向量场,第六章,定义1. 如果对于空间区域G内的任何简单闭曲线C,都可以做出一张以C为边界而完全属于G的曲面,那么域G称为一维单连域;如果对于G内任何不自身相交的闭曲面S,它所包围的区域全部属于G中,那么域G称为二维单连域.,高斯,例:,两个同心球面围成的区域,一维,非二维,球域挖去一条直径,非一维,二维,轮胎面,非一维,二维,定理1,一、无旋场,定义2. 设有向量场,若线积分 的值在G内与路径无关,则称A为保守场,其中A,B为G内任意两点;,(2)若在G内恒有 ,则称A为无旋场;,(3)若存在定义在G上的函数u,使 则称A为有势场,并称u为A的势函数或位函数。,空间曲线积分与路径无关的条件,定理1.,设 G 是空间一维单连通域,则下列四个条件相互等价:,(1) 对G内任一分段光滑闭曲线 , 有环量,(2) 对G内任一分段光滑曲线 ,与路径无关,即A为一保守场;,(3) 在G内存在某一函数 u, 使,(4) A是无旋场,在G内处处有,即A为有势场;,例1,提示:,所以A是有势场。求势函数的方法有以下三种:,(1)线积分法 (2)偏积分法 (3)凑全微分法,二、无源场,定义3. 若在向量场A的场域中处处有 ,则称A为无源场.,定义4. 通过场域某一块曲面S的所有向量线构成的一个管状区域称为向量管.,定理2. 设 是二维单连域,则下列三个命题是等价的:,(3)在G内存在一向量函数B(M),使 ,即A是某向量场B的旋度场,其中B称为A的一个向量势.,(1)若在G内恒有 ,即A为无源场;,(2) A沿G内任一不自相交闭曲面 S 的通量为零,即,定理3. 在二维单连域G内,无源场A(M)穿过G内任一向量管的所有断面的通

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