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【BIG】删除微积分基本定理和斯托克斯定理
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zhimin-z committed Sep 18, 2024
1 parent 990a694 commit 6a0b677
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Expand Up @@ -2304,56 +2304,3 @@ $$
定义 $T$ 为所有支撑闭合半空间的交集,显然 $S \subset T$。现在令 $y \not \in S$,证明 $y \not \in T$。

设 $x \in \mathrm{int}(S)$,并考虑线段 $[x, y]$。令 $t$ 为最大的数,使得 $[x, t(y-x) + x]$ 被包含在 $S$ 中。则 $t \in (0, 1)$。令 $b = t(y-x) + x$,那么 $b \in \partial S$。在 $b$ 处画一条支撑超平面,令其表示为一个非零线性泛函 $f: \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}$,使得 $\forall a \in T, f(a) \geq f(b)$。由于 $x \in \mathrm{int}(S)$,我们有 $f(x) > f(b)$。因此,由 $\frac{f(y) - f(b)}{1-t} = \frac{f(b) - f(x)}{t - 0} < 0$,我们得到 $f(y) < f(b)$,所以 $y \not \in T$。$\square$



## 1.2.29 微积分基本定理

微积分基本定理(Fundamental Theorem of Calculus)是微积分中最重要的定理之一,它揭示了微分和积分这两种看似不同的数学操作之间的内在联系。它可以分为两个部分:

### 第一部分:积分与导数的关系
如果函数 $f(x)$ 在区间 $[a, b]$ 上是连续的,那么定义一个函数 $F(x)$ 为
$$
\begin{equation}
F(x) = \int_{a}^{x} f(t)\, dt
\end{equation}
$$
则函数 $F(x)$ 在 $[a, b]$ 上是可导的,且其导数是 $f(x)$,即
$$
\begin{equation}
F'(x) = f(x)
\end{equation}
$$
这部分的含义是:如果你用积分定义了一个函数,那么这个函数的导数正好等于被积函数。换句话说,积分的结果是一个原函数,取导数可以还原被积函数。

### 第二部分:定积分与原函数的关系
如果 $F(x)$ 是 $f(x)$ 的一个原函数,即 $F'(x) = f(x)$,那么
$$
\begin{equation}
\int_{a}^{b} f(x)\, dx = F(b) - F(a)
\end{equation}
$$
这部分表示:计算定积分可以通过找到被积函数的原函数,然后将其在积分区间的上下限代入。这简化了定积分的计算过程,只需要知道原函数即可。

这一定理的证明可在任意一本大学高等数学教材中找到,因此在此不再赘述。



## 1.2.30 斯托克斯定理

斯托克斯定理(Stokes' Theorem)是矢量微积分中的一个重要定理,它将曲面上的曲面积分和曲面边界上的线积分联系起来,是高维微积分中的重要结果之一。斯托克斯定理表述为:

$$
\oint_{\partial S} \mathbf{F} \cdot d\mathbf{r} = \int_{S} (\nabla \times \mathbf{F}) \cdot d\mathbf{S}
$$

其中:
- $\oint$ 表示闭合路径上的积分,也就是说积分的路径是一个闭合曲线。
- $S$ 是一个光滑的曲面,表示积分是在曲面 $S$ 上进行的。
- $\partial S$ 是曲面 $S$ 的边界,即一个闭合曲线。
- $d\mathbf{S}$ 是曲面 $S$ 上的微小面积元向量,方向与曲面法线方向一致。
- $d\mathbf{r}$ 是沿边界曲线 $\partial S$ 的微小位移向量。
- $\mathbf{F}$ 是定义在空间中的一个向量场。
- $\nabla \times \mathbf{F}$ 是向量场 $\mathbf{F}$ 的旋度(curl)。

斯托克斯定理的物理意义可以理解为:曲面上向量场的旋度的流量等于该曲面边界上向量场的环量。

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