Olkoot f : S R 3 pinnan S jatkuva vektorikenttä ja V U kompakti Jordanjoukko. Tällöin vektorikentän f pintaintegraali yli joukon T := ϕ(v ) S on

Samankaltaiset tiedostot
Tähän kirjoitelmaan on poimittu joitakin kurssiin Integraalilaskenta 2 liittyviä, kurssin luentomonistetta [2] täydentäviä asioita.

Tähän kirjoitelmaan on poimittu joitakin kurssiin Vektorifunktioiden analyysi 2B liittyviä, kurssin luentomonistetta [2] täydentäviä asioita.

Esimerkki 1.1. Kahdeksikkopolku α: u (sin u, sin 2u) on helppo todeta injektioksi

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 8: Divergenssi ja roottori. Gaussin divergenssilause.

Differentiaalimuodot

LUKU 3. Ulkoinen derivaatta. dx i 1. dx i 2. ω i1,i 2,...,i k

Monistot LUKU 4. (P ): on olemassa avoin, pisteen x sisältävä joukko U R n, avoin joukko W

Stokesin lause LUKU 5

LUKU 6. Klassiset lauseet

JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO. Integraalilaskenta 2 Harjoitus Olkoon A := {(x, y) R 2 0 x π, sin x y 2 sin x}. Laske käyräintegraali

1.1. Joukon Jordanin sisältö. Reaaliakselin kompaktin välin [t 0, t m ] jako on

4.3.7 Epäoleellinen integraali

f(tx + (1 t)y) tf(x) + (1 t)f(y) jokaisella x, y A ja t [0, 1].

Oletetaan sitten, että γ(i) = η(j). Koska γ ja η ovat Jordan-polku, ne ovat jatkuvia injektiivisiä kuvauksia kompaktilta joukolta, ja määrittävät

F dr = F NdS. VEKTORIANALYYSI Luento Stokesin lause

Polkuintegraali yleistyy helposti paloitain C 1 -poluille. Määritelmä Olkoot γ : [a, b] R m paloittain C 1 -polku välin [a, b] jaon

MS-A0204 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (ELEC2) Luento 9: Muuttujanvaihto taso- ja avaruusintegraaleissa

Kompleksianalyysi, viikko 4

Vektorianalyysi II (MAT21020), syksy 2018

LUKU 7. Perusmuodot Ensimmäinen perusmuoto. Funktiot E, F ja G ovat tilkun ϕ ensimmäisen perusmuodon kertoimet ja neliömuoto

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 10: Napa-, sylinteri- ja pallokoordinaatistot. Pintaintegraali.

LUKU 4. Pinnat. (u 1, u 2 ) ja E ϕ 2 (u 1, u 2 ) := ϕ u 2

Kuva 1: Funktion f tasa-arvokäyriä. Ratkaisu. Suurin kasvunopeus on gradientin suuntaan. 6x 0,2

f(x) sin k x dx, c k = 1

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 9: Greenin lause

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät

Oletetaan ensin, että tangenttitaso on olemassa. Nyt pinnalla S on koordinaattiesitys ψ, jolle pätee että kaikilla x V U

Pinnan tangenttivektorit

Mat Matematiikan peruskurssi K2

(ks. kuva) ja sen jälkeen x:n ja y:n suhteen yli xy-tasossa olevan alueen projektion G:

Vastaa kaikkiin kysymyksiin (kokeessa ei saa käyttää laskinta)

f x da, kun A on tason origokeskinen yksikköympyrä, jonka kehällä funktion f arvot saadaan lausekkeesta f (x, y) = 2x 3y 2.

LUKU 6. Weingartenin kuvaus

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

Opetusperiodi:I, suunnattu hakukohteille:

Käyrän kaarevuus ja kierevyys

Antti Rasila. Kevät Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto. Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0204 Kevät / 16

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 8: Newtonin iteraatio. Taso- ja avaruusintegraalit

Gaussin lause eli divergenssilause 1

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 7: Pintaintegraali ja vuointegraali

Numeerinen integrointi

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause

Kompleksianalyysi, viikko 6

Opetusperiodi:I, suunnattu hakukohteille: Teknillinen fysiikka ja matematiikka

BM20A0900, Matematiikka KoTiB3

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Reaalianalyysi I Harjoitus Malliratkaisut (Sauli Lindberg)

IV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n

peitteestä voidaan valita äärellinen osapeite). Äärellisen monen nollajoukon yhdiste on nollajoukko.

Tehtävänanto oli ratkaista seuraavat määrätyt integraalit: b) 0 e x + 1

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 5: Gradientti ja suunnattu derivaatta. Vektoriarvoiset funktiot. Taylor-approksimaatio.

LUKU 10. Yhdensuuntaissiirto

Osittaisdifferentiaaliyhtälöt, sl Ari Lehtonen

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitusviikkoon 5 /

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

3.4 Käänteiskuvauslause ja implisiittifunktiolause

DIFFERENTIAALIYHTÄLÖN NUMEERISESTA RATKAISEMISESTA 2 1,5 0,5 -0,5 -1,5-2

11. Poissonin yhtälö Perusratkaisu. Laplacen yhtälöön liittyvää epähomogeenista osittaisdifferentiaaliyhtälöä

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

Vektorianalyysi II MAT21020

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 6: Vektorikentän viivaintegraali

Differentiaalimuodot ja niiden integrointi euklidisten avaruuksien alimonistoilla

, on säännöllinen 2-ulotteinen pinta. Määrää T x0 pisteessä x 0 = (0, 1, 1).

Tällaisessa tapauksessa on usein luontevaa samaistaa (u,v)-taso (x,y)-tason kanssa, jolloin tason parametriesitys on *** VEKTORIANALYYSI.

Ratkaisu: Ensimmäinen suunta. Olkoon f : R n R m jatkuva eli kaikilla ε > 0 on olemassa sellainen δ > 0, että. kun x a < δ. Nyt kaikilla j = 1,...

MS-A0202 Di erentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 8: Taso- ja avaruusintegraalit

r > y x z x = z y + y x z y + y x = r y x + y x = r

Cantorin joukon suoristuvuus tasossa

x 4 e 2x dx Γ(r) = x r 1 e x dx (1)

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Laskuharjoitus 7 /

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Harjoitus 4/ Syksy 2017

Vektorilaskenta, tentti

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 4: Ketjusäännöt ja lineaarinen approksimointi

4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali

Tehtäväsarja I Tehtävät 1-5 perustuvat monisteen kappaleisiin ja tehtävä 6 kappaleeseen 2.8.

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

Funktiojonon tasainen suppeneminen

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Yhteenveto, osa I

= ( F dx F dy F dz).

Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Sallitut apuvälineet: MAOL-taulukot, kirjoitusvälineet, laskin sekä itse laadittu, A4-kokoinen lunttilappu. f(x, y) = k x y, kun 0 < y < x < 1,

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY exp z., k = 1, 2,... Eksponenttifunktion z exp(z) Laurent-sarjan avulla

2.6 Funktioiden kuvaajat ja tasa-arvojoukot

Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Matematiikan ja systeemianalyysin laitos

Fr ( ) Fxyz (,, ), täytyy integroida:

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

Matematiikan tukikurssi

VEKTORIANALYYSIN HARJOITUKSET: VIIKKO 4

3.3 Funktion raja-arvo

L p -keskiarvoalueista

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Ratkaisut viikko 3

Numeeriset menetelmät

Mellin-muunnos ja sen sovelluksia

Selvästi. F (a) F (y) < r x d aina, kun a y < δ. Kolmioepäyhtälön nojalla x F (y) x F (a) + F (a) F (y) < d + r x d = r x

MATEMATIIKAN PERUSKURSSI II

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

Ratkaisu: (i) Joukko A X on avoin jos kaikilla x A on olemassa r > 0 siten että B(x, r) A. Joukko B X on suljettu jos komplementti B c on avoin.

Lien ryhmät D 380 klo Ratkaisut 6+6=12

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 /

Transkriptio:

1. Differentiaalimuodon integraalista II 1.1. ektorikentän pintaintegraali. (Ks. [2, 2.1] ja [2, 2.2.2] Olkoot S R 3 sileä alkeispinta ja ϕ: U S sen parametriesitys. Pinnan suunnistukseksi valitaan seuraavassa vektori n, jolle ( n) n(ϕ(u)) := 1ϕ(u) 2 ϕ(u) 1 ϕ(u) 2 ϕ(u) kaikille u U. Olkoot f : S R 3 pinnan S jatkuva vektorikenttä ja U kompakti Jordanjoukko. Tällöin vektorikentän f pintaintegraali yli joukon T := ϕ( ) S on f(x) ds(x) ( = (f(x) n(x)) ds(x) = f(ϕ(u)) 1 ϕ(u) 2 ϕ(u) ) du. T Integroitava funktio on ( f ϕ 1 ϕ 2 ϕ ) f 1 ϕ 1 ϕ 1 2 ϕ 1 = f 2 ϕ 1 ϕ 2 2 ϕ 2 f 3 ϕ = f 1 ϕ 1ϕ 2 2 ϕ 2 f 2 ϕ + f 3 ϕ 1 ϕ 2 2 ϕ 2. Tässä esiintyvät determinantit ovat kuvausten (ϕ 2, ϕ 3 ), (ϕ 1, ϕ 3 ) ja (ϕ 1, ϕ 2 ) Jacobin determinantteja. Kukin pintaintegraalin f(x) d S(x) muodostavista integraaleista, esimerkiksi f 1 ϕ 1ϕ 2 2 ϕ 2 T du on samankaltainen, jollaiseen päädyttäisiin, kun kaksiulotteisessa integraalissa tehdään muuttujanvaihto x = ϕ(u). Kun kaksiulotteisen integraalin muuttujanvaihtokaava on mukavasti tulkittavissa differentiaalien väkätulon avulla, eikö samankaltainen voisi onnistua pintaintegraalille? 1.2. Differentiaalinen 2-muoto. Seuraavassa euklidisen avaruuden R 3 koordinaattifunktioita merkitään x 1, x 2 ja x 3, ja parametriavaruuden R 2 koordinaattifunktioita u 1 ja u 2. Lasketaan väkätulo dx 2 dx 3 niin, että sijoitetaan x = ϕ(u): dx 2 dx 3 = (dϕ 2 (u)) (ϕ 3 (u)) = ( 1 ϕ 2 (u) du 1 + 2 ϕ 2 (u) du 2 ) ( 1 ϕ 3 (u) du 1 + 2 ϕ 3 (u) du 2 ) = 1 ϕ 2 (u) 2 ϕ 3 (u) du 1 du 2 + 2 ϕ 2 (u) 1 ϕ 3 (u) du 2 du 1 = ( 1 ϕ 2 (u) 2 ϕ 3 (u) 2 ϕ 2 (u) 1 ϕ 3 (u) ) du 1 du 2 = 1ϕ 2 (u) 2 ϕ 2 (u) 1 ϕ 3 (u) 2 ϕ 3 (u) du 1 du 2, missä käytettiin alternoivuudesta differentiaaleille seuraavia kaavoja du 1 du 1 = 0, du 2 du 2 = 0 ja du 2 du 1 = du 1 du 2. astaavalla tavalla saadaan (huomaa järjestys dx 3 dx 1! ja vertaa pintaintegraalin integroitavaan funktioon) dx 3 dx 1 = 1ϕ 3 (u) 2 ϕ 3 (u) 1 ϕ 1 (u) 2 ϕ 1 (u) du 1 du 2, dx 1 dx 2 = 1ϕ 1 (u) 2 ϕ 1 (u) 1 ϕ 2 (u) 2 ϕ 2 (u) du 1 du 2. 1 iimeksi muutettu 27.4.2016. 1

Siis, jos asetetaan ω(x) := f 1 (x) dx 2 dx 3 + f 2 (x) dx 3 dx 1 + f 3 (x) dx 1 dx 2, muuttuu ω(x) sijoituksella x = ϕ(u) muotoon (ϕ ω)(u) := f 1 ϕ 1ϕ 2 2 ϕ 2 du 1 du 2 + f 2 ϕ 1ϕ 3 2 ϕ 3 1 ϕ 1 2 ϕ 1 du 1 du 2 + f 3 ϕ 1 ϕ 2 2 ϕ 2 du 1 du 2 = ( f ϕ 1 ϕ 2 ϕ ) du 1 du 2. Pintaintegraalin määritelmä saa nyt hyvin yksinkertaisen muodon f ds = ω = ϕ ω. T ϕ( ) Siis, kun vektorikentän f = (f 1, f 2, f 3 ) sijasta integroitavaksi otetaankin ns. differentiaalinen 2-muoto ω(x) := f 1 (x) dx 2 dx 3 + f 2 (x) dx 3 dx 1 + f 3 (x) dx 1 dx 2, saadaan differentiaalimuodon ω integraali yksinkertaisesti sijoittamalla x = ϕ(u), laskemalla väkätulot alternoivina tuloina ja interoimalla saatu muuttujan u = (u 1, u 2 ) differentiaalimuoto kuten Greenin lauseen tarkasteluissa tehtiin tavallisena kaksiulotteisena integraalina. Muotoa ω = f 1 dx 2 dx 3 + f 2 dx 3 dx 1 + f 3 dx 1 dx 2 olevaa lauseketta kutsutaan differentiaaliseksi 2-muodoksi. Huomaa indeksointitapa: termissä f i dx j dx k väkätulon indeksien j ja k ja vektorin f komponenttien f i vastaavuus saadaan positiivisessa k 3 kiertojärjestyksessä (= vastapäivään) jonosta (1, 2, 3): j 1 2. 1.3. Pinnan pinta-ala. ektorikentän pintaintegraalia lähestyttiin reaaliarvoisen funktion pintaintegraalista käsin. Entäpä kääntäen, kun nyt differentiaalimuotojen integraali vastaa vektorikentän pintaintegraalia, ja vain differentiaalimuotojen integraali on käytettävissä? Ongelma ratkeaa helposti, kun palautetaan mieleen vektorikentän pintaintegraalin määritelmä [2, määr. 2.2.5]: f d S = (f n) ds, kun n on pinnalle S valittu suunnistus (eli jatkuva yksikkönormaalivektorikenttä). Tässäkin oletetaan, että normaali n saadaan parametrisoinnista ϕ kaavan ( n) mukaisesti. Jos erityisesti valitaan f = n, on n d S = 1 ds = A(S). Reaaliarvoiselle funktiolle g : S R tehdään vastaavasti: kun valitaan f = g n, on g n d S = g ds. Olkoon pinnan S normaali n määritelty parametriesityksen ϕ avulla kuten kaavassa ( n). Olkoon n = (n 1, n 2, n 3 ). Määritellään pinnan S pinta-alamuoto ω S asettamalla ω S := n 1 dx 2 dx 3 + n 2 dx 3 dx 1 + n 3 dx 1 dx 2. Tällöin S ω S = A(S). astaavasti, kun reealiarvoiseen funktioon g : S R liitetään 2-muoto η := g ω S = g n 1 dx 2 dx 3 + g n 2 dx 3 dx 1 + g n 3 dx 1 dx 2, on S η = S g ω S = S g ds. 1.4. Ulkoinen derivaatta. Olkoon η = f 1 dx 1 + f 2 dx 2 + f 3 dx 3 alueen G R 3 differentiaalinen 1-muoto. Määritellään muodon η ulkoinen derivaatta asettamalla dη := df 1 dx 1 + df 2 dx 2 + df 3 dx 3, i 2

missä df j = 1 f j dx 1 + 2 f j dx 2 + 3 f j dx 3 on reaaliarvoisen funktion f j differentiaali. Koska tulos dη on differentiaalisten 1-muotojen df j ja dx j väkätulo, on tulos esitettävissä väkätulojen dx 2 dx 3, dx 3 dx 1 ja dx 1 dx 2 lineaarikombinaationa (laske yksityiskohtaisesti; kannattaa!). Entä millainen on differentiaalisen 2-muodon ω = f 1 dx 2 dx 3 + f 2 dx 3 dx 1 + f 3 dx 1 dx 2 ulkoinen derivaatta? Käytetään samaa määritelmää dω := df 1 dx 2 dx 3 + df 2 dx 3 dx 1 + df 3 dx 1 dx 2. Tässä esiintyvät väkätulot df i dx j dx k ovat kuitenkin kolmen 1-muodon väkätuloja, joita ei ole vielä määritelty. Mutta kun lasketaan formaalisti käyttäen apuna väkätulon alternoivuutta, saadaan jokainen muotoa df i dx j dx k oleva väkätulo sievennetyksi muotoon g dx 1 dx 2 dx 3, missä g on reaaliarvoinen funktio (laske yksityiskohtaisesti; kannattaa!). Muotoa g dx 1 dx 2 dx 3 olevia lausekkeita kutsutaan differentiaalisiksi 3-muodoiksi. Tarpeen tullen niitä integroidaan luonnollisella tavalla: g dx K 1 dx 2 dx 3 := g(x) d(x K 1, x 2, x 3 ), kun K G on kompakti Jordan-joukko. Funktioille ja vektorikentille määritellyillä differentiaalioperaatioilla, gradientti reaaliarvoisille funktioille ja roottori ja divergenssi vektorikentille, on varsin kaunis yhteys differentiaalimuotojen ulkoiseen derivaattaan, varsinkin kun lisäksi sovitaan, että reaaliarvoiselle funktiolle differentiaali on sen ulkoinen derivaatta. Reaaliarvoista funktiota on tällaisessa yhteydessä sopivaa kutsua differentiaaliseksi 0-muodoksi. Olkoot x, y, z kanooniset koordinaattikuvaukset alueessa G R 3, f : G R C 2 - funktio ja F C 2 -vektorikenttä alueessa G, F (p) = (X(p), Y (p), Z(p)). Määritellään vektorikenttää F vastaavat 1-muoto η F (ns. vektorikentän F duaalimuoto) ja 2-muoto ω F kaavoilla η F := X dx + Y dy + Z dz, Tällöin ω F := X dy dz + Y dz dx + Z dx dy. df = η grad f, dη F = ω rot F, dω F = (div F ) dx dy dz. 3 Suoraaviivaisella laskulla voidaan todeta, että mille tahansa C 2 -differentiaalimuodolle ω (myös 0-muodolle eli funktiolle) on voimassa d(dω) = 0. 2 Tästä saadaan funktioille f ja vektorikentille F identiteetit rot(grad f) = 0 ja div(rot F ) = 0. 1.5. Gaussin ja Stokesin lauseet. Kaikki klassisen vektorianalyysin kuuluisat lauseet voidaan esittää yhtenäisellä tavalla käyttäen differentiaalimuotoja. Lause 1.1 (Green). Olkoon γ : I R 2 positiivisesti suunnistettu paloittain sileä umpinainen Jordan-polku ja A käyrän γ(i) sisäpuoli. Olkoon ω = f 1 dx 1 + f 2 dx 2 jatkuvasti differentioituva differentiaalinen 1-muoto avoimessa joukossa G R 2, jolle A G. Tällöin γ 2 iimeistään tässä vaiheessa on syytä herätä huomaamaan, että differentiaalimuotojen ulkoinen derivaatta d ei ole lainkaan sama asia kuin realiarvoisten funktioiden korkeamman kertaluvun differentiaali. A

äite seuraa luentomonisteen [2, 1.4.3] Greenin lauseesta, kun lasketaan dω = df 1 dx 1 + df 2 dx 2 = 2 f 1 dx 2 dx 1 + 1 f 2 dx 1 dx 2 = ( 1 f 2 2 f 1 ) dx 1 dx 2. Lause 1.2. Olkoon A R n avoin joukko, u: A R jatkuvasti differentioituva ja γ : [a, b] A paloittain jatkuvasti differentioituva polku. Tällöin du = b u(γ(t)). a γ Lause 1.3 (Gauss). Olkoon A R 3 rajoitettu alue, jonka reuna A on paloittain sileä pinta. Olkoon n: A R 3 reunan A ulkoinen yksikkönormaali. Olkoon ω = f 1 dx 2 dx 3 + f 2 dx 3 dx 1 + f 3 dx 1 dx 2 jatkuvasti differentioituva differentiaalinen 2-muoto avoimessa joukossa G R 3, jolle A G. Tällöin A äite seuraa luentomonisteen [2, 1.4.3] Gaussin lauseesta, kun lasketaan dω = df 1 dx 2 dx 3 + df 2 dx 3 dx 1 + df 3 dx 1 dx 2 = 1 f 1 dx 1 dx 2 dx 3 + 2 f 2 dx 2 dx 3 dx 1 + 3 f 3 dx 3 dx 1 dx 2 = ( 1 f 1 + 2 f 2 + 3 f 3 ) dx 1 dx 2 dx 3 Huomaa, että kahdessa jälkimmäisessä väkätulossa tarvitaan kaksi tulon tekijöiden vaihtoa, jotta päästään väkätuloon dx 1 dx 2 dx 3. Lause 1.4 (Stokes). Olkoon S = ϕ(u) rajoitettu sileä alkeispinta siten, että U on positiivisesti suunnistetun paloittain sileä umpinaisen Jordan-polun γ : I R 2 sisäpuoli. Pisteille x = ϕ(u) olkoon n(x) := 1ϕ(u) 2 ϕ(u) 1 ϕ(u) 2 ϕ(u) pinnan S suunnistus. Olkoon ω = f 1 dx 1 + f 2 dx 2 + f 3 dx 3 jatkuvasti differentioituva differentiaalinen 1-muoto avoimessa joukossa G R 3, jolle S G. Tällöin S+ äite seuraa luentomonisteen [2, 2.2.8] Stokesin lauseesta, kun lasketaan dω = df 1 dx 1 + df 2 dx 2 + df 3 dx 3 = ( 2 f 1 dx 2 + 3 f 1 dx 3 ) dx 1 + ( 1 f 2 dx 1 + 3 f 2 dx 3 ) dx 2 + ( 1 f 3 dx 1 + 2 f 3 dx 2 ) dx 3 = ( 2 f 3 3 f 2 ) dx 2 dx 3 + ( 3 f 1 1 f 3 ) dx 3 dx 1 + ( 1 f 2 2 f 1 ) dx 1 dx 2 Saatua differentiaalista 2-muotoa vastaava vektorikenttä on vektorikentän (f 1, f 2, f 3 ) roottori. Lause 1.5 (Stokes Cartan). Olkoot M kompakti m-ulotteinen suunnistettu reunallinen tai reunaton monisto ja ω jatkuvasti differentioituva (m 1)-muoto monistolla M. Tällöin dω = ω. M A S M 4

Todistus löytyy esimerkiksi kirjoista [14, Thm. 5-5], [12, Thm. 37.2], [13, luku 8, 5.2], [5, osa II/2, luvun 5 liite]. Stokesin lauseen historiasta katso artikkelia [8]. Kirjallisuutta [1] Petri Juutinen: ektorifunktioiden analyysi 2A, luentomuistiinpanoja keväältä 2015. [2] Petri Juutinen: ektorifunktioiden analyysi 2B, luentomuistiinpanoja keväältä 2015. [3] Tom M. Apostol: Mathematical analysis. A modern approach to advanced calculus, Addison Wesley, ensimmäinen laitos, viides painos, 1971 (alunperin 1957). [4] Richard Courant ja Fritz John: Introduction to calculus and analysis, olume I, uusintapainos vuoden 1989 laitoksesta, Classics in Mathematics, Springer, 1999. [5] Richard Courant ja Fritz John: Introduction to calculus and analysis, olume II/1 ja II/2, uusintapainos vuoden 1989 laitoksesta, Classics in Mathematics, Springer, 2000. [6] Jean Dieudonné: Infinitesimal Calculus, Hermann, Paris 1971. [7] Ernst Hairer ja Gerhard Wanner: Analysis by its history, Undergraduate Texts in Mathematics, Readings in Mathematics, kolmas korjattu painos, Springer, 2000. [8] ictor J. Katz: The history of Stokes theorem, Mathematics Magazine 52 (1979), no. 3, 146 156. [9] Serge Lang: Undergraduate analysis, toinen laitos, Undergraduate Texts in Mathematics, Springer, 1997 (korjattu neljäs painos 2005). [10] Serge Lang: Complex analysis, neljäs laitos, Graduate Texts in Mathematics 103, Springer, 1999. [11] Jacqueline Lelong-Ferrand ja Jean-Marie Arnaudiès : Cours de mathématiques 1 4. Dunod. 1. Algèbre, 3 e édition, 1978 ; 2. Analyse, 4 e édition, 1977 ; 3. Géométrie et cinématique, 2 e édition, 1977. 4. Equations différentielles, intégrales multiples, fonctions holomorphes, 2 e édition, 1977. [12] James R. Munkres: Analysis on manifolds, Advanced Book Classics, Westview Press, 1991. [13] Theodore Shifrin: Multivariable mathematics. Linear algebra, multivariable calculus, and manifolds, John Wiley & Sons, 2005. [14] Michael Spivak: Calculus on manifolds. A modern approach to classical theorems of advanced calculus, Addison-Wesley, 1965; korjattu painos, 1968. [15] Dirk J. Struik (toim.): A source book in mathematics, 1200 1800, Princeton University Press, 1969. [16] John A. Thorpe: Elementary topics in differential geometry, Undergraduate Texts in Mathematics, Springer-erlag, 1979. 5