Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Vektoranalízis SOS!!!!!!

495
Csatoltam képet
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
Indexes deriválás
0
Felsőoktatás / Matematika

Válaszok

1
Nézzük először a vektoriális szorzatokat:

`\mathbf{a} times (\mathbf{b} times \mathbf{e})``=``epsilon_{ijk}a_j (\mathbf{b} times \mathbf{e})_k``=``epsilon_{ijk}a_j epsilon_{klm}b_l e_m``=``epsilon_{ijk} epsilon_{klm}a_jb_l e_m``=``(delta_{il} delta_{jm} - delta_{im} delta_{jl})a_jb_l e_m``=``a_jb_i e_j-a_jb_j e_i``=``(\mathbf{ae})\mathbf{b}-(\mathbf{ab})\mathbf{e}`

Tehát `(\mathbf{a} times (\mathbf{b} times \mathbf{e}))/(\mathbf{ae})=\mathbf{b}-\mathbf{ab}/(\mathbf{ae})\mathbf{e}=\mathbf{b}-\mathbf{ab}/(\mathbf{ar})\mathbf{r}`. Ez eléggé leegyszerűsíti a divergencia kifejezését, mivel `\mathbf{b}` konstans, mindenféle deriváltja nulla:

`\text{div}((\mathbf{b} grad)(\mathbf{b}-\mathbf{ab}/(\mathbf{ar})\mathbf{r}))``=``-\mathbf{ab}*\text{div}((\mathbf{b} grad)(\mathbf{r}/(\mathbf{ar})))`

Nézzük a divergencia belsejét:

`(\mathbf{b} grad)(\mathbf{r}/(\mathbf{ar}))``=``b_j partial_j x_i/(a_k x_k)``=``b_j/a_k partial_j x_i/ x_k``=``b_j/a_k [(partial_j x_i)1/x_k+x_i partial_j 1/x_k]``=``b_j/a_k [delta_{ij}/x_k-x_i/(x_k x_k) partial_j x_k]``=``b_j/a_k [delta_{ij}/x_k-x_i/(x_k x_k) delta_{jk}]``=``(b_i)/{a_k x_k}-(b_k x_i)/(a_k x_k x_k)`

Ha az utolsó törtet bővítjük `a_k`-val, akkor látszik, hogy ez éppen `\mathbf{b}/\mathbf{ar}-((\mathbf{ab})\mathbf{r})/(\mathbf{ar})^2`. De ez nem kell nekünk, az indexes írásmódból számíthatjuk a divergenciát:

`\text{div}((\mathbf{b} grad)(\mathbf{r}/(\mathbf{ar})))``=``partial_i [(b_i)/(a_k x_k)-(b_k x_i)/(a_k x_k x_k)]``=``(b_i)/(a_k)partial_i1/x_k-b_k/a_k partial_i x_i/(x_k x_k)``=``-(b_i delta_{ik})/(a_k x_k x_k)-b_k/a_k (partial_i x_i) 1/(x_k x_k)-b_k/a_k x_i partial_i 1/(x_k x_k)``=``-(b_k)/(a_k x_k x_k)-(b_k delta_{ii})/(a_kx_k x_k)+2b_k/a_k x_i 1/(x_k x_k x_k) delta_{ik}``=``-(b_k)/(a_k x_k x_k)-(3b_k)/(a_kx_k x_k)+2b_k/a_k x_k/(x_k x_k x_k) ``=``-(2b_k)/(a_kx_k x_k)``=``-(2a_kb_k)/(a_kx_k a_kx_k)``=``-(2\mathbf{ab})/(\mathbf{ar})^2`

Tehát akkor összerakva az egészet:

`\text{div}((\mathbf{b} grad)((\mathbf{a} times (\mathbf{b} times \mathbf{e}))/(\mathbf{ae})))=2(\mathbf{ab}/\mathbf{ar})^2`

Ellenőrző MATLAB kód: https://pastebin.com/xDPdUS9Z
0