曲线积分的长度元素和曲面积分的面积元素的一种统一的形式
1 min
对一个 m×n 实矩阵 A:
若 m=n,则
det(ATA)=∣detA∣
det(ATA) 可视为相应 Rn→Rn 线性变换的 n 维测度缩放因子。
若 m<n,显然 det(ATA)=0。
若 m>n,做奇异值分解 A=UΣVT,则
det(ATA)=det(VΣTΣVT)=det(ΣTΣ)
若 A 列满秩,则 det(ATA) 即奇异值之积的绝对值,可视为相应 Rn→Rm 线性变换的 n 维测度缩放因子。
对一曲线 t↦(x,y),雅克比矩阵为 J=[x′y′],按上文的想法,有
ds=det(JTJ)dt=x′2+y′2dt
这时来看曲面积分的面积元素 dS,曲面为 (u,v)↦(x,y,z),雅克比矩阵为 J, 同样可写作
dS=det(JTJ)dudv