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IV. Abschnitt. § 6. Die Sätze von Green
§ 6. Die Sätze von Oreen.
338. Kurven-, Flächen- und Raumintegrale. Zufolge des
Hauptsatzes der Integralrechnung läßt sich ein einfaches bestimmtes In
tegral unmittelbar auswerten, wenn man eine Funktion angeben kann,
deren Ableitung mit der Funktion unter dem Integralzeichen überein
stimmt. Bemerkenswert ist dabei, daß man von dieser Funktion nur die
Randwerte, d. h. die Werte an den Grenzen des Integrationsgebietes zu
kennen braucht.
Dieser Gedanke hat eine bedeutsame Fortbildung erfahren bei In
tegralen, die sich über ein zweifach oder dreifach ausgedehntes Gebiet
erstrecken. Die bezüglichen Formeln und Sätze haben für einzelne Teile
der Mechanik und Physik, so für die Potentialtheorie, die Theorie der
Elektrizität und des Magnetismus, große Bedeutung erlangt. Sie sollen
hier im Zusammenhänge entwickelt werden.
In 298 ist die Umwandlung eines Flächenintegrals in ein Kurven
integral ausgeführt worden; die dort gefundenen Resultate (6), (7), (8)
mögen nun in abgeänderter Gestalt von neuem aufgenommen werden.
Es seien X, Y zwei in dem ebenen Gebiete, Fig. 208, eindeutige und
stetige Funktionen von x, auch ihren ersten partiellen Ableitungen
sollen dieselben Eigenschaften zukommen. Dann ist, wenn der gesamte
Rand von P mit s bezeichnet und an den
dort erörterten Richtungsbestimmungen fest
gehalten wird, entsprechend den eben zitier
ten Formeln (6) und (7):
Y
p
0
p
Fig. 208.
Nun sei t die in der positiven Randrichtung gezogene Tangente im
Punkte M, n die innere Normale zum Rand daselbst, ds das in der posi
tiven Richtung anstoßende Randelement (Bogendiiferential); dann hat
man für die Differentiale der Koordinaten von M die Ausdrücke:
d.x = ds cos (xt), dy — ds sin (xt).
Aus den Winkelrelationen