2 votos

¿Por qué no hay un jacobiano en la definición de la integral de superficie? $\iint_UfdS = \iint_Df(r(s,t))|r'_s \times r'_t|dsdt$ ?

Estoy muy confundido con los jacobianos y cuándo usarlos y creo que mi falta de comprensión puede reducirse a esta pregunta:

¿Por qué no hay un jacobiano en la definición de la integral de superficie? $$\iint_UfdS = \iint_Df(r(s,t))|r'_s \times r'_t|dsdt$$ donde U es alguna superficie y D es otra superficie?

¿No es $U$ ¿una superficie como cualquier otra? ¿No hay que compensar la superficie al pasar de $U$ a $D$ ? ¿Tiene algo que ver con eso? $U$ es una "superficie funcional" (?) y D es una superficie en $R^2$ ?

6voto

CodingBytes Puntos 102

$U$ es una superficie en $3$ -espacio, mientras que $D\subset{\mathbb R}^2$ es el dominio de los parámetros de $U$ dans le $(s,t)$ -Avión. En este plano tenemos el "elemento de superficie" natural ${\rm d}(s,t)$ que sólo mide el área euclidiana ordinaria. En efecto, existe un factor de escala entre ${\rm d}(s,t)$ y el elemento de superficie correspondiente ${\rm d}S$ en $U$ . Este factor de escala aparece explícitamente en su fórmula, es $|{\bf r}_s\times{\bf r}_t|$ . En otras palabras: A un pequeño rectángulo en $D$ de la zona ${\rm d}(s,t)$ corresponde a un pequeño paralelogramo en $U$ de la zona $|{\bf r}_s\times{\bf r}_t|\>{\rm d}(s,t)$ .

El Jacobiano por otro lado, es el factor de escala local análogo si calculamos una integral de volumen sobre un dominio tridimensional $\Omega$ en el espacio "geométrico" de tres, parametrizando $\Omega$ utilizando un bonito dominio $D\subset{\mathbb R}^3$ en un espacio de parámetros auxiliar. En esta situación, tenemos una solución esencialmente biyectiva $$f:\quad D\to\Omega,\qquad(u,v,w)\mapsto \bigl(x_1(u,v,w), x_2(u,v,w), x_3(u,v,w)\bigr)\ ,$$ y luego hay que calcular el jacobiano $J_f(u,v,w)={\rm det}\bigl(df(u,v,w)\bigr)$ .

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X