Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Объём

3563 байта добавлено, 23:44, 31 января 2019
м
Дмитрий Мурзин переименовал страницу Объем в Объём: Ёфикация
==Общий случай==
Почему нельзя просто смешаное произведение? потомучто иди нахуй, вот почему.
 
Объём в <tex>n</tex>-мерном пространстве определяется аналогично трехмерному случаю.
{{Определение
|definition='''Объем''' {{---}} это сопоставляемая фигуре численная характеристика, такая, что :# У одинаковых фигур равные объемы (объем не меняется при движении фигуры как твердого целого);
# Если одна фигура состоит из двух, то её объем равен сумме объемов её частей.
}}
За единицу объема принимается объем <tex>n</tex>-мерного куба с ребром, равным единице.
===Вычисление объема===
Объём тела в <tex>n</tex>-мерном пространстве вычисляется как определённый интеграл:
 
<tex>\idotsint\limits_{\mathbb{R}^n}\chi(x_1, \dots, x_n)dx_1\dots dx_n </tex>, где <tex>\chi(x_1, \dots, x_n) - </tex> характеристическая функция геометрического образа тела.
===Переход из одной системы координат в другую===
Пускай мы посчитали объем в одной системе координат и теперь хотим перейти из нее в другую систему координат. Поскольку объем не инвариантен, он изменится.
Здесь {{Теорема |about=О замене переменных в <tex>n</tex>-кратном интеграле|statement= Пусть даны две <tex>n</tex>-мерные области: <tex>(D)</tex> в пространстве <tex>x_1 x_2\dots x_n</tex> и <tex>(\Delta)</tex> в пространстве <tex> \xi_1\xi_2\dots\xi_n</tex>, ограниченные каждая одной непрерывной {{---}} гладкой или кусочно-гладкой {{---}} поверхностью. Между ними с помощью формул  <tex> \begin{cases} x_1 = x_1(\xi_1,\xi_2,\dots,\xi_n); \\ x_2 = x_2(\xi_1,\xi_2,\dots,\xi_n); \\ \dotfill \\ x_n = x_n(\xi_1,\xi_2,\dots,\xi_n); конспект \end{cases}</tex> устанавливается взаимно однозначное соответствие. Тогда, при обычных предположениях относительно производных и сохранения знака якобианом<tex> J = \begin{vmatrix} \dfrac{\partial x_1}{\partial \xi_1} & \dfrac{\partial x_2}{\partial \xi_1} & \cdots & \dfrac{\partial x_n}{\partial \xi_1} \\ \dfrac{\partial x_1}{\partial \xi_2} & \dfrac{\partial x_2}{\partial \xi_2} & \cdots &\dfrac{\partial x_n}{\partial \xi_2} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ \dfrac{\partial x_1}{\partial \xi_n} & \dfrac{\partial x_2}{\partial \xi_n} & \cdots &\dfrac{\partial x_n}{\partial \xi_n}\end{vmatrix}</tex>, интеграл от непрерывной в <tex>(D)</tex> функции <tex>f(x_1, x_2, \dots, x_n)</tex> может быть преобразован по матану о замене переменных у многомерного интегралаформуле<tex>\displaystyle \idotsint\limits_{(D)}f(x_1, \dots, x_n)\mathrm dx_1\dots \mathrm dx_n =\idotsint\limits_{(\Delta)}f(x_1(\xi_1,\xi_2,\dots,\xi_n), \dots, x_n(\xi_1,\xi_2,\dots,\xi_n))|J|\mathrm d\xi_1\dots \mathrm d\xi_n </tex>. |proof=Подробное доказательство приведено в учебнике Фихтенгольца<ref>Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления, том 3, 2003 г. {{---}} 440 c.</ref>.Всем спасибо}} ===Вычисление объема=== Объём тела в <tex>n</tex>-мерном пространстве вычисляется как определённый интеграл <tex>\displaystyle \idotsint\limits_{\mathbb{R}^n}\chi(x_1, \dots, x_n)\mathrm dx_1\dots \mathrm dx_n </tex>, где <tex>\chi(x_1, \dots, x_n)</tex> – характеристическая функция геометрического образа тела.
==Вычисление объема простых фигур==
===СимплексПараллелепипед===Пусть параллелепипед задаётся точкой <math>p</math>, и ЛНЗ векторами <math>\{\vec{a_i}\}_{i=0}^n</math>,<math>\chi(x_1, \dots, x_n)</math> — его характеристическая функция.Для вычисления объёма сначала сместим начало системы координат в точку <math>p</math>,а затем заменим базис на <math>\{\vec{a_i}\}_{i=0}^n</math>.В новой системе координат параллелепипед будет областью <math>\left[0,1\right]^n</math>. <math> \displaystylex_i = \sum_{j=1}^n (a_j - p)_i \xi_j \text{,}\\\frac{\partial x_i}{\partial \xi_j} = (a_j - p)_i \text{,}\\J = \begin{vmatrix} (a_1 - p)_1 & (a_1 - p)_2 & \cdots & (a_1 - p)_n \\ (a_2 - p)_1 & (a_2 - p)_2 & \cdots &(a_2 - p)_n \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ (a_n - p)_1 & (a_n - p)_2 & \cdots &(a_n - p)_n\end{vmatrix} =\begin{vmatrix}a_1 - p \\ a_2 - p \\ \vdots \\ a_n - p\end{vmatrix} =\begin{vmatrix}a_1 & 1 \\ a_2 & 1 \\ \vdots & \vdots \\ a_n & 1 \\ p & 1\end{vmatrix} \text{,}\\\idotsint\limits_{\mathbb{R}^n}\chi(x_1, \dots, x_n)\mathrm dx_1\dots \mathrm dx_n= \idotsint\limits_{\left[0,1\right]^n}\left|J\right|\mathrm d\xi_1 \dots \mathrm d\xi_n = \left|J\right|\text{.}</math> =Параллелограмм=См. также==* [[Аффинное пространство]] ==Примечания=Сфера<references /> ==Источники информации == [[Категория: Вычислительная геометрия]][[Категория: Основание вычислительной геометрии]]

Навигация