司福寧
【摘要】元素法作為一種重要的思維方法在幾何與物理問題中有很多重要應(yīng)用,本文總結(jié)了元素法的使用步驟并簡單舉例元素的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】元素法 幾何 物理 應(yīng)用
1引言
在定積分的應(yīng)用中,經(jīng)常采用元素分析法.元素法也稱微分法,是從部分到整體的思維方法。元素法將實際問題(幾何、物理問題)轉(zhuǎn)化為定積分,如計算平面區(qū)域的面積,平面曲線的弧長,用截面積計算體積,計算變力做功等。本文歸納總結(jié)了元素法的使用步驟,并介紹了元素法思想在解決幾何與物理問題中的應(yīng)用。
2利用元素法思想解決問題的步驟
元素法的關(guān)鍵是寫出所求量u(如面積、體積、功等)的元素du(女口面積元素、體積元素、功元素等)的積分表達式,可按以下步驟進行。
(1)根據(jù)問題的具體情況,選取一個變量(如x)作為積分變量,并確定它的積分區(qū)間[a,b]。
(2)設(shè)想把積分區(qū)間[a,b]分成n個小區(qū)間,取其中任一小區(qū)間并記為[X,x+dX],求出相應(yīng)于這個小區(qū)間的部分量的近△u似值。如果能近似地表示為x在[a,b]上函數(shù)值“x)與dx的乘積,則.du=f(x)dx
4元素法在物理問題中的應(yīng)用
例:在一個帶+q電荷所產(chǎn)生的電場作用下,一個單位正電荷沿直線從距離點電荷a處移動到b(a
小結(jié):元素法不僅在《高等數(shù)學》(上)的定積分應(yīng)用章節(jié)出現(xiàn),在《高等數(shù)學》(下)的重積分部分以及曲線積分與曲面積分中也有重要應(yīng)用。另外,元素法思想在工程技術(shù)上也經(jīng)常用到。