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此刻。
偌大的阶梯教室里,此刻安静得连一根针掉在地上的声音都能听见。
所有人的目光都聚焦在黑板上那道仿佛天书一般的题目上。
那是一道第二类曲面积分的综合压轴题。
积分局域是一个极其怪异的不规则封闭曲面,被积函数的分母中包含着这种令人头皮发麻的项,且积分曲面内部明显包含原点——也就是奇点。
“这……这是给人做的?”
坐在前排的一个带着厚底眼镜的学霸推了推眼镜,冷汗瞬间就下来了,“这题目虽然看着象是要用高斯公式,但原点是奇点,函数在原点不连续,直接用高斯公式结果是错的!”
“必须得挖洞,在原点挖一个去心小球……光是构建这个积分域,计算量就得算到下课!”
“别说挖洞了,我看这题目我都想挖个坑把自己埋了。”
后排的林小天更是脸色惨白,手中的笔都在颤斗。
这是考研数学一里最难的那类反常曲面积分陷阱题,计算量巨大,陷阱极多。
“完了,渊哥这次真完了。”
周蔚更是捂着脸,通过
讲台上。
李教授抱着双臂,冷冷地看着秦渊,嘴角挂着一丝胜利者的冷笑。
她就是要给这个不知天高地厚的新生上一课。
让他知道,数学系的尊严,不是靠耍嘴皮子就能践踏的!
“怎么?不动?”
见秦渊站在黑板前没动,李教授催促道,“要是不会做,就老老实实站起来认错,以后每节课都给我坐第一排,别想着那个重伤的借口……”
然而。
她的话还没说完。
秦渊动了。
但他并没有急着拿粉笔解题,而是先拿起了黑板擦,在题目积分局域的定义后面,擦掉了一个符号,重新写了一个。
“老师,您这题出得不严谨。”
秦渊头也不回,语气平淡地说道:“第二类曲面积分是有方向的。您只写了封闭曲面,却没规定法矢量是指向内侧还是外侧。”
“如果不规定方向,这道题正负号不定,无解。”
“所以我默认您是指向外侧了。”
李教授一愣,下意识地看了一眼教案。
轰!
她的脑子嗡的一声。
真的漏了!
因为这道题太注重计算陷阱,她在抄写的时候,竟然真的忘记标注取外侧这个关键条件!
但这只是个细节定义。
就算是数学系的来了也得发懵。
更何况他们是金融系的啊!
还没等李教授从震惊中回过神来,秦渊手中的粉笔已经开始动了。
哒哒哒哒哒哒!
粉笔敲击黑板的声音,如同密集的雨点般响起,节奏快得惊人!
“既然原点是奇点,直接用高斯公式是不行的。”
秦渊一边写,一边甚至还有空闲解说,“标准做法,在原点处挖去一个半径为……”
一行行工整如同印刷体的公式,迅速占据了黑板的左侧。
逻辑严密,步骤清淅。
他熟练地构建了补充曲面,利用高斯公式将复杂积分转化为三重积分,再利用球面坐标系计算出补充曲面的积分值,最后求极限。
这一套流程下来,
“这……这是标准解法?但他算得也太快了吧?”
底下的学霸们看傻了。
这种计算量,换做他们至少要算半小时。
而且这还得小心翼翼怕算错符号,秦渊竟然直接心算出了中间步骤的积分结果?!
但这还没完!
秦渊写完第一种解法后,并没有停手,而是在旁边画了条竖线。
【解法二:场论直观法】
“其实没必要那么麻烦。”
秦渊手中的粉笔没有停,“观察被积函数,这其实是一个特殊的矢量场。在原点以外的任何地方,它的散度都恒等于零。”
唰唰唰!
秦渊直接写出了散度计算公式 。
“既然散度为零,这就是一个无源场。根据场论性质,积分值与曲面型状无关,只与它是否包围奇点有关。”
“所以,我们可以把那个复杂的曲面 ,直接等效替换为一个单位球 。”
原本复杂的积分,瞬间变成了一个简单的单位球面积分!
所有的复杂项全部消失,只剩下一个常量积分!
“卧槽……”
林小天猛地站了起来,眼珠子都快瞪出来了,“还能这么解?!利用散度为零直接换积分面?这特么是
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