Matematika A2a 2008/7. gyakorlat

A MathWikiből
(Változatok közti eltérés)
 
(Megoldás)
20. sor: 20. sor:
 
-a_2 & \;\;\,a_1& \;\,0\\
 
-a_2 & \;\;\,a_1& \;\,0\\
 
\end{bmatrix}</math>
 
\end{bmatrix}</math>
 
+
Mivel a főátlóbeli elemek mind nullák, ezért ebből rögtön következik, hogy div('''a''' &times; I)('''r''') = 0.
 +
:<math>[\mathrm{rot}\,\mathbf{v}]_i=\varepsilon_{ijk}\partial_j\varepsilon_{klm}a_lx_m=\varepsilon_{ijk}\varepsilon_{klm}a_l\partial_j x_m=\varepsilon_{ijk}\varepsilon_{klm}a_l\delta_{jm}=\varepsilon_{ijk}\varepsilon_{klj}a_l=</math>
 +
:<math>\delta_{kk}\delta_{il}a_l-\delta_{ki}\delta_{lk}a_l=3a_i-a_i=2a_i</math>
 +
azaz rot '''v''' ('''r''') = 2'''a'''.
  
 
<center>
 
<center>

A lap 2008. április 4., 20:40-kori változata

Ez az szócikk a Matematika A2a 2008 alszócikke.

a × ... operátor

Differenciálható-e és ha igen mi a differenciálja, divergenciája, rotációja a

\mathbf{v}:\mathbf{R}^3\to\mathbf{R}^3;\quad \mathbf{v}(\mathbf{r})=\mathbf{a}\times\mathbf{r}

leképezésnek, ahol a előre megadott konstans vektor.

Megoldás

Az a × ..., azaz az

\mathbf{a}\times\mathrm{I}\,

(itt I az identitás leképezés) leképezés lineáris, minthogy a vektoriális szorzás mindkét változójában lineáris (vLin(R3;R3)), így differenciálható és differenciálja saját maga:

\mathrm{d}(\mathbf{a}\times\mathrm{I})(\mathbf{r})=\mathbf{a}\times\mathrm{I}

azaz

(\mathrm{d}(\mathbf{a}\times\mathrm{I})(\mathbf{r}))\mathbf{h}=\mathbf{a}\times\mathbf{h}

minden h és rR3 vektorra.

Jacobi-mátrixa (a sztenderd bázisbeli mátrixa) tetszőleges (x,y,z) pontban:

\mathrm{J}^{\mathbf{a}\times\mathrm{I}}(x,y,z)=
\begin{bmatrix}
\;\,0 & -a_3& \;\;\,a_2\\
\;\;\,a_3 & \;\,0 & -a_1\\
-a_2 & \;\;\,a_1& \;\,0\\
\end{bmatrix}

Mivel a főátlóbeli elemek mind nullák, ezért ebből rögtön következik, hogy div(a × I)(r) = 0.

[\mathrm{rot}\,\mathbf{v}]_i=\varepsilon_{ijk}\partial_j\varepsilon_{klm}a_lx_m=\varepsilon_{ijk}\varepsilon_{klm}a_l\partial_j x_m=\varepsilon_{ijk}\varepsilon_{klm}a_l\delta_{jm}=\varepsilon_{ijk}\varepsilon_{klj}a_l=
δkkδilal − δkiδlkal = 3aiai = 2ai

azaz rot v (r) = 2a.

6. gyakorlat 8. gyakorlat
Személyes eszközök