Уважаемая
shwedka. Для того, чтобы ответить на все Ваши вопросы и довести до конца доказательство теоремы 2, мне необходимо уточнить, согласны ли Вы со следующими определениями и леммами.
Определение 1. Пусть
– поверхность в евклидовом пространстве (двумерное многообразие). Плоскость
называется касательной плоскостью к поверхности
в точке
, если
, и какова бы ни была последовательность точек
, имеющая пределом точку
, угол между плоскостью
и отрезком
стремится к нулю, если
.
Определение 2. Пусть
.
-окрестностью точечного множества
называется объединение шаров Ш(
,
), где
есть центр шара и, одновременно, точка пробегающая всё множество
,
– радиус шара.
Определение 3. Пусть
– ограниченные в пространстве поверхности с краем, зависящие непрерывно от непрерывного параметра
. Пусть, поверхности
и
не пересекаются, если
. Ограниченная в пространстве поверхность с краем
является пределом поверхностей
, при
, пишется:
, тогда и только тогда, когда каково бы ни было число
, для всех достаточно больших
и
, где
есть
-окрестность поверхности
,
–
-окрестность поверхности
.
Определение 4. Поверхность
называется гладкой, если она имеет касательную плоскость в каждой своей точке, не находящейся на краю поверхности.
Лемма 1 (Критерий гладкости предельной поверхности). Пусть
– гладкие ограниченные в пространстве поверхности с краем, зависящие от непрерывного параметра
так, как указано в определении 3. Пусть
– поверхность с краем, и
. Тогда,
является гладкой, если для каждой
существует единственная плоскость
,
, такая, что для каждой последовательности точек
, имеющей пределом
,
,
, когда
стремится к бесконечности, оказывается, что
, где последняя запись означает, что угол между плоскостью
, касающейся поверхности
в точке
, и плоскостью
стремится к нулю.
Лемма 2. Пусть
для поверхностей, указанных в лемме 1. Тогда, если площадь поверхностей
имеет предел
при
, то площадь поверхности
равна
.
Нужно ли приводить доказательство лемм?
Доказательство леммы 2 достаточно тривиально. Доказательство леммы 1, хотя я и обдумал досконально, требует достаточно скурпулёзных разборок, которые, думаю, затянутся на дня три. Поэтому, предлагаю, опираясь на леммы, рассмотреть уже окончательный вывод теоремы 2, до конца которого останется в таком случае совсем немного. Можно считать, что приведу условный вывод в предположении истинности этих лемм.