Green 定理把平面正向闭曲线积分与区域二重积分联系起来;Gauss 定理把闭曲面通量与体积分联系起来;Stokes 定理把定向曲面边界积分与旋度通量联系起来。
Green/区域 → Gauss/闭曲面 → Stokes/边界
本页给出标准定义、定理条件、可执行步骤,并用图示梳理从识别到应用的关系。
Green 定理把平面正向闭曲线积分与区域二重积分联系起来;Gauss 定理把闭曲面通量与体积分联系起来;Stokes 定理把定向曲面边界积分与旋度通量联系起来。
Green:∮(Pdx+Qdy)=∬(Qₓ−Pᵧ)dA;Gauss:∯F·n dS=∭divF dV;Stokes:∮∂S F·dr=∬_S(curlF)·n dS。分别要求相应区域、边界和方向条件。
定理只在上述连续性、可导性、定义域、方向或收敛条件满足时使用。
例题提示:方向约定错会导致符号相反;Stokes 不要求曲面闭合,Gauss 才要求闭曲面。
可推广到保守场、散度、旋度、势函数和通量计算。
易错与例子:方向约定错会导致符号相反;Stokes 不要求曲面闭合,Gauss 才要求闭曲面。
检查条件、变量/方向、边界与等号条件,再确认结论没有超出题设。
条件:变量关系可微;偏导时固定其余自变量。
场景:复合函数、隐函数和方向导数。
条件:先求全部驻点;D=0 无结论。
场景:局部极值、闭区域最值和约束极值。
条件:换坐标时同时替换区域、函数和体积元。
场景:圆、球、旋转体和三重积分。
条件:闭合边界、方向和光滑性满足定理要求。
场景:环流、通量和边界积分化简。
公式必须和适用条件一起使用;遇到边界、端点、方向或定义域问题,先检查条件再代入。