Định lý Stokes

Một phần của loạt bài về
Vi tích phân
Định lý cơ bản Quy tắc tích phân Leibniz Giới hạn của hàm số Tính liên tục Định lý giá trị trung bình Định lý Rolle
Vi phân Định nghĩa Đạo hàm (Tổng quát) Vi phân vô cùng bé hàm số toàn phần Khái niệm Ký hiệu vi phân Đạo hàm bậc hai Vi phân ẩn Định lý Taylor Quy tắc và đẳng thức Cộng Nhân Dây chuyền Lũy thừa Chia Quy tắc l'Hôpital Hàm ngược Leibniz tổng quát Công thức Faà di Bruno
Tích phân Danh sách tích phân Biến đổi tích phân Định nghĩa Nguyên hàm Tích phân (suy rộng) Tích phân Riemann Tích phân Lebesgue Tích phân theo chu tuyến Tích phân của hàm ngược Kỹ thuật Từng phần Đĩa Vỏ Thế (lượng giác, Weierstrass, Euler) Công thức Euler Đổi trật tự Công thức truy hồi Lấy đạo hàm dưới dấu tích phân
Chuỗi Hình học (số học-hình học) Điều hòa Đan dấu Lũy thừa Nhị thức Taylor Tiêu chuẩn hội tụ Số hạng d'Alembert Cauchy Tích phân So sánh So sánh giới hạn Chuỗi đan dấu Cô đọng Cauchy Dirichlet Abel
Vectơ Gradien Div Rot Laplace Đạo hàm có hướng Đẳng thức Định lý Gauss Gradient Green Kelvin–Stokes Stokes
Nhiều biến Chủ đề Ma trận Tenxơ Đạo hàm ngoài Hình học Định nghĩa Đạo hàm riêng Tích phân bội Tích phân đường Tích phân mặt Tích phân thể tích Ma trận Jacobi Ma trận Hesse
Chuyên ngành Malliavin Ngẫu nhiên Phép tính biến phân
Thuật ngữ Thuật ngữ giải tích
x t s

Định lý Stokes là một định lý được tìm ra bởi William Thomson, người sau này viết thư cho George Stokes vào tháng 7 năm 1850 thông báo kết quả. Stokes đưa định lý này ra như là một câu hỏi trong đề thi của Giải thưởng Smith năm 1854, do đó mà kết quả này mang tên ông.

Định lý Kelvin-Stokes

Minh họa của định lý Kelvin-Stokes, với mặt ${\displaystyle \Sigma }$, đường biên ${\displaystyle \scriptstyle {\partial \Sigma ,}}$ vec tơ "chuẩn" n.

Định lý được phát biểu

${\displaystyle \int _{\Sigma }\nabla \times \mathbf {F} \cdot d\mathbf {\Sigma } =\oint _{\partial \Sigma }\mathbf {F} \cdot d\mathbf {r} ,}$

đưa ra sự liên quan của tích phân mặt của Curl của một trường véc tơ trên một mặt Σ trong không gian Euclid 3 chiều với tích phân đường của trường vec tơ đó dọc theo biên của mặt đó. Đường cong theo đó tích phân đường được tính, ∂Σ, phải đó định hướng dương, nghĩa là dr phải chỉ theo hướng ngược kim đồng hồ khi vectơ chuẩn của mặt, dΣ, chỉ về phía người xem, theo quy tắc bàn tay phải.

Một hệ quả của công thức này là các đường biểu diễn trường của một trường vector với curl = 0 không thể là các đường khép kín.

Công thức có thể viết lại như là

${\displaystyle \iint \limits _{\Sigma }\left\{\left({\frac {\partial R}{\partial y}}-{\frac {\partial Q}{\partial z}}\right)\,dy\,dz+\left({\frac {\partial P}{\partial z}}-{\frac {\partial R}{\partial x}}\right)\,dz\,dx+\left({\frac {\partial Q}{\partial x}}-{\frac {\partial P}{\partial y}}\right)\,dx\,dy\right\}}$  ${\displaystyle =\oint \limits _{\partial \Sigma }\left\{P\,dx+Q\,dy+R\,dz\right\}}$

với P, Q và R là các thành phần của F.

Các dạng thường gặp khác

${\displaystyle \int _{\Sigma }\left(g\left(\nabla \times \mathbf {F} \right)+\left(\nabla g\right)\times \mathbf {F} \right)\cdot d\mathbf {\Sigma } }$  ${\displaystyle \ =\oint _{\partial \Sigma }g\mathbf {F} \cdot d\mathbf {r} ,}$

${\displaystyle \int _{\Sigma }\left(\mathbf {F} \left(\nabla \cdot \mathbf {G} \right)-\mathbf {G} \left(\nabla \cdot \mathbf {F} \right)+\left(\mathbf {G} \cdot \nabla \right)\mathbf {F} -\left(\mathbf {F} \cdot \nabla \right)\mathbf {G} \right)\cdot d\mathbf {\Sigma } }$  ${\displaystyle \ =\oint _{\partial \Sigma }\left(\mathbf {F} \times \mathbf {G} \right)\cdot d\mathbf {r} .}$

Tham khảo