Vierter Abschnitt. Anwendungen der Integral-Rechnung. 309
raerkung, daß man von dieser Funktion nur die Werte an den
Intenrationsgrenzen, also an den Grenzen des Integrations-
00/ o
gebiets zu kennen braucht.
Dieser Gedanke hat eine bedeutsame Fortbildung erfahren
bei Integralen, die sich über ein zweifach ausgedehntes Gebiet
(ebene oder krumme Fläche) und über ein dreifach ausgedehntes
Gebiet (Körper) erstrecken. Die darauf bezüglichen Formeln
und Sätze haben für einzelne Teile der Physik, so insbesondere
für die Theorie der Elektrizität und des Magnetismus große
Bedeutung erlangt.
Es sei P ein zusammenhängendes Gebiet in der a;?/-Ebene,
X eine in seinem Innern und am Rande s eindeutige und
stetige Funktion von x, y\ dieselben Eigenschaften sollen auch
ihrem Differentialquotienten zukommen. Dann existiert das
Doppelintegral
(1) Jß-^dxdy
r
und läßt sich in folgender Weise in ein einfaches Integral
um wandeln.
Führt man die Integration in bezug auf x aus, so wird
aus (1)
ß-X 1 + X 1 )dy,
wenn X 1} X 2 die Werte von X an den Stellen M v M 2 (Fig. 167)
sind, an welchen die im positiven Sinne durchlaufene Gerade (x)
in das Gebiet P ein-, beziehungs
weise aus ihm austritt. Fig. m.
Zieht man an diesen Stellen
die „inneren“ Normalen n v n 2 zum
Rande s, und bezeichnet mit ds v
ds 2 die dem dy entsprechenden
Bogendifferentiale von s bei M v M 2 ,
so ist
dy = ds 1 cos (n x x) =
ds 2 cos (n. 2 x),
weil der Winkel (n x x) der Normale n t mit der positiven
x-Richtung spitz, jener (n 2 x) stumpf ist. Infolgedessen kann