Definisi 19.1Matematika Universitas — Tahun 2 · Bab 19 — Permukaan
Misalkan U⊆R2terbuka. Sebuah permukaan terparameter berkelas Ck (dengan k≥1) adalah pemetaan σ:U→R3, (u,v)↦σ(u,v), yang berkelas Ck. Sebuah titik disebut regular bila vektor turunan parsialnya
σu(u,v)=∂u∂σ(u,v),σv(u,v)=∂v∂σ(u,v)
bebas linear, yakni σu∧σv=0; dan permukaannya disebut regular bila setiap titiknya demikian.
Contoh
Contoh 19.2(Tiga pemerian yang baku)
Grafik:σ(u,v)=(u,v,f(u,v)) untuk f∈C1(U). Selalu regular: sebab σu=(1,0,fu) dan σv=(0,1,fv) bersifat bebas.
Bola (dalam koordinat bola): untuk bola berjari-jari R,
dengan θ menyatakan bujurnya dan φ lintangnya. Kita memeriksa ∥σθ∧σφ∥=R2cosφ>0: jadi regular jauh dari kutubnya (yang dihilangkan bagan ini).
Himpunan aras:S={(x,y,z):f(x,y,z)=c} dengan f bersifat C1 dan ∇f=0 pada S. Di dekat tiap titiknya, satu koordinatnya dapat dinyatakan sebagai fungsi dua lainnya lewat teorema fungsi implisit (Bab 15), jadi S secara lokal berupa grafik.
Contoh 19.3(Dari himpunan aras ke grafik)
Teorema fungsi implisit pada butir 3 pantas dijalankan sekali secara gamblang. Ambillah bola x2+y2+z2=R2 di dekat kutub utaranya (0,0,R): di sana ∂z∂f=2z=2R=0, jadi menyelesaikannya untuk z memberi bagan grafiknya
z=R2−x2−y2,x2+y2<R2,
yang regular di mana-mana pada daerah (terbuka) definisinya — termasuk di kutub yang dilewatkan bagan bolanya. Adapun di dekat titik khatulistiwa seperti (R,0,0) teorema yang sama menyelesaikannya untuk x (sebab ∂x∂f=2R=0). Jadi patokan praktisnya: sebuah permukaan aras berupa grafik di atas bidang koordinat yang ortogonal terhadap komponen gradien terbesarnya, dan dengan meliputi bolanya lewat enam bagan grafik semacam itu kita memeriksa kemulusannya di mana-mana tanpa trigonometri sama sekali.