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Update 2024-06-08-DifferentialGeometry-NOTES-07.md
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peng00bo00 committed Jun 14, 2024
1 parent adfc2bc commit 26269aa
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Expand Up @@ -942,8 +942,41 @@ $$
(3) $$\sigma^* (\mathrm{d} \varphi) = \mathrm{d} (\sigma^* \varphi)$$
{:.info}

把微积分学中的重积分的被积表达式写成外微分式是更加自然的,因为此时积分的变扯替换公式可以通过直接计算得到。例如,考虑二维区域上的重积分$$\iint_D f(x, y) \ \mathrm{d} x \mathrm{d} y$$,其中的$$\mathrm{d} x \mathrm{d} y$$应该换成$$\mathrm{d} x \wedge \mathrm{d} y$$。如果有变量替换

$$
x = x(u, v), \ \ \ y = y(u, v), \ \ \ (u, v) \in \tilde{D}
$$


$$
\mathrm{d} x \wedge \mathrm{d} y =
\begin{vmatrix}
\frac{\partial x}{\partial u} & \frac{\partial x}{\partial v} \\
\frac{\partial y}{\partial u} & \frac{\partial y}{\partial v} \\
\end{vmatrix}
\mathrm{d} u \wedge \mathrm{d} v = \frac{\partial (x, y)}{\partial (u, v)} \mathrm{d} u \wedge \mathrm{d} v
$$

所以

$$
\iint_D f(x, y) \ \mathrm{d} x \wedge \mathrm{d} y = \iint_{\tilde{D}} f(x(u, v), y(u, v)) \cdot \frac{\partial (x, y)}{\partial (u, v)} \mathrm{d} u \wedge \mathrm{d} v
$$

这正好是二重积分的变量替换么丐飞三重积分的情况是一样的。

### Stokes公式

采用外微分的语言,积分的Green公式、Stokes公式和Gauss 公式可以统一地表述如下:设$$G$$$$n$$维欧式空间$$\mathbb{E}^n$$中的一个$$r$$维有向曲面上的一个区域,$$\partial G$$$$G$$的边界,具有从$$G$$诱导的定向,$$\omega$$是定义在$$G$$上的$$r-1$$次外微分式,则有

$$
\int_{\partial G} \omega = \int_G \mathrm{d} \omega
$$

上式统称为**Stokes公式**

## E³中的标架族

## 曲面上的正交标架场
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