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  • 請問老師,這個輪換對稱性是怎么回事?什么是輪換對稱性?再就是這個輪換對稱性,什么積分可以用?什么積分不能用?第一類曲線積分,第二類曲線積分,第一類曲面積分,第二類曲面積分,三重積分,二重積分,那種可用輪換對稱性?那種不可以用輪換對稱性?

    請問老師,這個輪換對稱性是怎么回事?什么是輪換對稱性?再就是這個輪換對稱性,什么積分可以用?什么積分不能用?第一類曲線積分,第二類曲線積分,第一類曲面積分,第二類曲面積分,三重積分,二重積分,那種可用輪換對稱性?那種不可以用輪換對稱性?
    數(shù)學人氣:237 ℃時間:2019-10-19 13:34:57
    優(yōu)質解答
    首先給你腦補一個空間坐標系的知識
    首先你確定一個方向軸為x軸 根據(jù)右手定則:右手除去拇指的4個手指指向x軸 然后向手心方向轉90° 得到新的指向 那么這個指向就是y軸 而你大拇指的指向就是z軸
    對于空間坐標系中的圖形 是否具備輪換對稱性性質的立體圖形具有這么一個簡單的特點:你把3個坐標軸重新命名,原則為x->y y->z z->x之后,發(fā)現(xiàn)原立體圖形在新的空間坐標系中的其他性質不發(fā)生變化 那么這個圖形就具備了輪換對稱性的性質,經(jīng)典的圖形舉例:圓心在原點的球體 質心在原點的立方體 方程為x=y=z的直線 以原點為圓心 為于第一卦限和第期卦限的球曲面 等等.
    在二維平面坐標系中 也有具備輪換對稱性的性質 當然這個就比較簡單 即x換y y換x 然后進行判斷 經(jīng)典圖形有:圓心在原點的圓直線y=x直線y=x+1 直線y=x-1 雙曲線y=1/x 等
    由此看來 輪換對稱性可以推廣到n維坐標系中去 這里不予討論
    由此可以解答樓主的問題:輪換對稱性幾乎是可以運用到各種類型的積分問題中去 前提是圖像具備了輪換對稱性的性質. 比較常用的應用就是把原積分式的x y z進行替換之后 原積分大小不變
    舉例:比如求曲面積分 ∫x^2ds 在球面x^2+y^2+z^2=a^2上的積分因為積分曲面是具備輪換對稱性的 所以原曲面積分 ∫x^2ds=∫y^2ds=∫z^2ds=1/3∫x^2+y^2+z^2du = ∫a^2ds = a^2 x S = 4πa^4一樣的 不管是曲面積分 曲線積分 還是體積積分 都可以用的 輪換對稱性就是一種對稱 應用面很廣
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