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保守場


對於在特定域 D 上的保守 向量場,以下條件是等價的:

1. 對於任何有向簡單閉曲線 C線積分 ∮_CF·ds=0

2. 對於任何兩條具有相同端點的有向簡單曲線 C_1C_2int_(C_1)F·ds=int_(C_2)F·ds

3. 存在一個標量 勢函式 f,使得 F=del f,其中 del 梯度

4. 如果 D單連通的,則 旋度 del xF=0

D 通常被假定為整個二維平面或三維空間。然而,也存在一些場,它們在兩個有限域 AB 中是保守的,但在它們的並集 A union B 中不是保守的。

請注意,條件 1、2 和 3 對於在任何開集 D 中定義的任何 向量場 F 都是等價的,前提是曲線 CC_1C_2 包含在 D 中,並且 F=del fD 的每個點都成立。

一般來說,條件 4 並不等價於條件 1、2 和 3(並且已知反例,其中 4 並不意味著其他條件,反之亦然),儘管如果 F 的分量的第一導數是連續的,那麼這些條件確實意味著 4。為了使條件 4 意味著其他條件,D 必須是單連通的。


另請參閱

旋度, 梯度, 線積分, 龐加萊定理, 勢函式, 單連通, 向量場

使用 探索

請引用本文為

Weisstein, Eric W. "保守場。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/ConservativeField.html

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