文章插图
其中的x表示的是一个m维向量 。y表示的是一个n维向量 。所以把它们写开之后 。实际上是这个样子:
文章插图
而y的每一个分量又可以表示成x中每一个分量的函数 。所以实际上一个向量场是由n个m元函数组成的 。即:
文章插图
定义向量场的极限依然使用的是老方法 。即自变量向某个向量无限靠近的时候 。因变量也向某个向量无限靠近 。这样就定义了向量场在某个向量处的极限 。稍微麻烦一点的是现在自变量与因变量都是向量 。向量与向量无限靠近靠近 。我们前文已经说过 。用的是两个向量的差向量的模长无限小来描述 。于是我们就得到了以下形式的定义:
文章插图
其中向量的模长就是用勾股定理来定义的:
文章插图
前面介绍向量函数的极限时 。我们有一个充分必要条件 。即可以把向量函数的极限转化为多个一元函数的极限 。同样道理 。我们这里也有类似定理 。可以把向量场的极限转化为分量函数的极限 。只不过现在的每一个分量函数都是一个多元函数 。因此它的极限又需要使用多元函数的极限的定义 。这里就不再赘述了 。有了极限的概念 。我们自然可以利用极限来定义向量场的连续性 。跟前面的思想几乎完全是一样的 。若向量场在某个向量处的函数值等于极限值 。则称向量场在该向量处是连续的 。这里也不再赘述了 。
向量场的连续性在拓扑学中有着非常重要的研究价值 。比如有一个非常著名的定理 。它的名字很奇怪 。叫做“毛球定理” 。这个定理本身叙述起来比较简单 。为了形象的理解 。我这里只说一个简化的版本:
毛球定理(二维情形):二维球面上不存在连续的向量场
文章插图
毛球定理在生活中其实有很多应用 。他告诉我们 。你永远无法把一个长满毛的球上面的毛全都抚平 。它还解释了其它现象 。比如 。为什么人的脑袋上总会至少有一个“旋儿”?为什么台风总会有一个台风眼?及还有一个比较神奇的结论 。在任何一个时刻你都可以找到地球上的某个点 。在这一点处空气是完全静止的 。即完全无风 。因此这个定理在气象学上也有很重要的应用 。
文章插图
参考文献
[1] Calculus, early transcendentals, 11ed, Howard Anton, Irl Bivens, Stephen Davis, JOHN WILEY & SONS, INC
[2] Calculus, early transcendentals,7ed, James Stewart, Brook/COLE
[3] Precalculus, 7ed, James Stewart, Lothar Redlin, Saleem Watson, CENGAGE
[4] Precalculus, 9ed, Michael Sullivan, PEARSON
[5] 《数学分析》华东师范大学数学系 。第四版 。北京 。高等教育出版社
其他观点:
说了半天不着正题 。这就是我们的学术?函数没有定义 。多简单啊 。你就是不说 。难道你也不清楚它与下定义所区别?
推荐阅读
- 王者荣耀站绩,超神是什么意思 王者荣耀超神是什么意思
- 加湿器工作原理详解 加湿器工作原理详解图
- 苹果发布会2021发布了哪些内容?2021苹果发布会发布了什么
- 负离子加湿器使用方法视频 负离子加湿器使用方法
- 写古体诗堆砌华丽词藻好不好?词藻和意境哪个更重要?
- 到目前为止,你认为抖音最火的15首歌曲有哪些?
- 请你回答,空间到底是什么性质的,是虚拟的,还是真实存在的?
- 男性怎么锻炼PC肌?有什么好的办法吗?
- 海克斯科技半价,请问鳄鱼的皮肤值不值得换?