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Date 2010/10/28 13:01:22
Name 기적의미학
Subject [수학]중적분시 dxdy=rdrd(theta) 증명에 대하여 질문이 있습니다.
dxdy=rdrd(theta) 에 대하여 어제 답변해주신 분께 다시한번 정말 감사합니다.

다름이 아니라,
x=rcos(theta), y=rsin(theta)로 치환하여 f(x.y)를 구간 A에 대하여 적분하고 하는 경우에,
dxdy=rdrd(theta) 의 수식적 증명을 찾아보려고 하는데 어떤 참고도서 및 파트를 봐야 하는지 궁금합니다.

도서관에 있는 책들 중에
미적분학2 <서울대학교출판부>에서는
int int f(x,y)dxdy = int int f(r*cos(theta),r*sin(theta))rdrd(theta) 가 성립하고,
이를  dxdy=rdrd(theta)라고 표시하자라고 되어 있었고,
다른 교재에서는 적분하는 구간 A에 대하여 dA=rdrd(theta) 가 된다고만 되어 있었습니다.
그리고, 미적분학 책의 자코비언 행렬식과 관련해서는
dxdy=|자코비언행렬|drd(theta) 의 공식(?)만 설명이 되어 있었습니다.

그리고, 인터넷에서 검색해본바로는
diffferential form에 대해서 검색을 해보니,
dx dy에 대하여 wedge product(기호: ^)를 하면,
dx^dy=r*dr^d(theta)가 성립한다는 증명이 있었습니다.

그런데, dxdy와 dx^dy는 기호(?)가 달라 다른 것처럼 보이는지라,
differential form의 wedge product로 나타낸 증명을 통해서  dxdy=rdrd(theta)를 이해하는 것이 맞는지 궁금합니다.

가르침 부탁드립니다.
p.s. 갑자기 적분 공부를 해야 하다니.T.T~_~

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Steadfast
10/10/28 14:32
수정 아이콘
Jacobian 쪽을 찾아보시면 될 것 같습니다. 말씀하신 문제는 (x, y) 직교 좌표계를 (r, theta) 극 좌표계로 바꾸는 과정에서 왜 r이 나타나는가가 핵심일텐데, r은 해당 변환의 Jacobian에 해당합니다.

http://www.maths.abdn.ac.uk/~igc/tch/ma2001/notes/node77.html

윗 페이지는 인터넷으로 검색해 본 관련 내용입니다. 원하시는 증명은 없지만, 핵심은 변환에서 Jacobian이 왜 필요한가이고 이는 책에 나올 것 같습니다.
Steadfast
10/10/28 14:44
수정 아이콘
http://en.wikipedia.org/wiki/Integration_by_substitution#Substitution_for_multiple_variables

위키피디아에 해당 부분이 있기는 한데, 수학적으로 엄밀한 증명은 쉽지 않은가 봅니다. 스칼라에서 생각해보면 연쇄 법칙chain rule일 뿐인건데, 이게 벡터로 오면서 |Jacobian|이 되니 헷갈리네요. 별 도움이 못 되서 죄송합니다. :(
기적의미학
10/10/28 15:19
수정 아이콘
<a href=http://www.mathpages.com/home/kmath363/kmath363.htm
target=_blank>http://www.mathpages.com/home/kmath363/kmath363.htm
</a>

Steadfast 님// 감사합니다. (__)
위 링크는 나름대로 검색을 해보다 운좋게(?) 찾은 글입니다.
읽어보니, 보통의 접근법과는 다르지만, 기하학적 접근(넓이의 동일성)에 있어서 설명이 좋은 것 같아 첨부하였습니다.

도서관으로~~
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