主題
Search

體積元素


體積元素是微分元素 dV,其在給定座標系中某個範圍內的體積積分給出了立體的體積

 V=intintint_(G)dxdydz.
(1)

R^n 中,無窮小 n-超立方體的體積,該超立方體由 dx_1, ..., dx_n 邊界限定,其體積由 楔積 給出

 dV=dx_1 ^ ... ^ dx_n
(2)

(Gray 1997)。

使用反對稱楔積而不是對稱積 dx_1...dx_n 是一種技術上的精細處理,在非正式用法中常常被省略。 忽略楔積,曲線座標R^3 的體積元素由下式給出

dV=|(h_1u_1^^du_1)·(h_2u_2^^du_2)x(h_3u_3^^du_3)|
(3)
=h_1h_2h_3du_1du_2du_3
(4)
=|(partialr)/(partialu_1)·(partialr)/(partialu_2)x(partialr)/(partialu_3)|du_1du_2du_3
(5)
=|(partialx)/(partialu_1) (partialx)/(partialu_2) (partialx)/(partialu_3); (partialy)/(partialu_1) (partialy)/(partialu_2) (partialy)/(partialu_3); (partialz)/(partialu_1) (partialz)/(partialu_2) (partialz)/(partialu_3)|du_1du_2du_3
(6)
=|(partial(x,y,z))/(partial(u_1,u_2,u_3))|du_1du_2du_3,
(7)

其中後者是雅可比行列式,而 h_i尺度因子


參見

面積元素, 雅可比行列式, 線元素, 黎曼度量, 尺度因子, 表面積, 面積分, 體積積分

使用 探索

參考文獻

Gray, A. "曲面等距同構和共形對映。" §15.2 in 使用 Mathematica 的現代曲線和曲面微分幾何,第 2 版。 Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 346-351, 1997.

在 中被引用

體積元素

請引用為

Weisstein, Eric W. "體積元素。" 摘自 Web 資源。 https://mathworld.tw/VolumeElement.html

主題分類