حالا باید کمی راجع به محاسبه سطح بدانیم. خوشبختانه نصف هندسه دبیرستانی در مورد محاسبه مربع، مستطیل، دایره، ذوزنفه و غیره هست. یعنی وقتی شکل ما قابل محاسبه باشد فقط یک فرمول لازم داریم تا سطح آن را بگوییم. تا اوایل قرن هجده محاسبه دقیق سطوح محصور بین منحنی ها کار سخت و طاقت فرسایی برای ریاضیدانان بود. ولی بزرگترین ریاضیدان تمام قرون «لایبنیتز» ابزار جدیدی بوجود آورد که به «بینهایت کوچکها» معروف است. ایده ساده بود و محاسبات ریاضی آن با نبوغ لایب نیتز تکمیل شد. برای محاسبه سطح زیر منحنی کافیست آن را بصورت نوارهای نازک درآورد و هر تکه را مثل یک مستطیل محاسبه کرده و در نهایت آنها را با هم جمع کنیم. اگر چه وقتی تعداد نوارها محدود باشد دقت محاسبه هم کم است ولی اگه تعداد نوارها را بینهایت فرض کنید محاسبه دقیق است. از این روش نه تنها برای محاسبه سطح بلکه برای محاسبه حجم هم می توان استفاده کرد. تنها چیزی که لازم داریم فرمول دیواره های شکل یا جسم است. این روش را به نام انتگرال و انتگرالهای دوگانه و سهگانه میشناسیم.
همانطور که گفتم تخصص پروفسور میرزاخانی در سطوح ریمانی و محاسبه سطح آنهاست. اشکال کار در محاسبه سطح این اشکال اینجا بود که بیشتر سطوح ریمانی فرمول مشخصی برای دیواره و مرز ندارند. آنها توسط مشخصات عمومی تعریف می شوند. می توانید حدس بزنید محاسبه این سطوح همانقدر برای ریاضیدانان قرن بیستم طاقت فرسا است که اوایل قرن هجده برای ریاضیدان های آن زمان محاسبه سطح محصور سخت بود. در حقیقت می توان کار پروفسور میرزاخانی را با کار لایبنیتز مقایسه کرد. ایده پروفسور میرزاخانی این بود که روی این سطوح می توان هذلولیها یا مقاطع مخروطی ترسیم کرد و اینها کل سطح را می پوشانند و چون میتوان آنها را محاسبه کرد، پس سطح این شکلهای ریمانی هم قابل محاسبه هستند. خوبی این روش این است که فرمول هذلولی ها یا مقاطع مخروطی “رکورزیو” است ، یعنی یک فرمول با تغییرات کوچک برای همه آنها. همانگونه که لایبنیتز محاسبات سطوح محصور بین منحنیها را برای ریاضیدانان قرن هجده و تمام اعصار بعد از خود بسیار آسان کرد پروفسور میرزاخانی هم روشی در اختیار ریاضیدانان قرن بیست و یکم قرار داد که بتونند براحتی به محاسبه سطوح ریمانی بپردازند.
محاسبه سطوح ریمانی کاربرد فراوانی در دینامیک و فیزیک نوین دارد.
http://www.gomaneh.com/2927/
Post #808
83.6K